Каждый раз, когда вы берёте кассовый чек в руки, вы рискуете здоровьем. Но скоро это перестанет быть проблемой

Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) показали, что древесные материалы могут стать основой для безопасного термобумажного покрытия. Речь идёт о разработке, в которой используется лигнин — ключевой компонент древесины. В сочетании с веществом из растительных сахаров он позволяет создавать функциональную бумагу для чеков и ярлыков без применения токсичных соединений.

Термобумага используется повсеместно — от транспортных квитанций и кассовых чеков до медицинской документации. В 2022 году объём этого рынка составил 4 миллиарда долларов, а к 2030 ожидается рост до 6 миллиардов. Но химикаты, применяемые в её производстве, вызывают серьёзные опасения. Наиболее распространённые из них — бисфенол A и его аналог бисфенол S — нарушают гормональную регуляцию в организме. Эти вещества часто обнаруживаются в организме людей, работающих с термобумагой.

Заменить бисфенолы крайне сложно. Любое вещество, которое претендует на их роль, должно быть одновременно стабильным, хорошо взаимодействовать с другими компонентами покрытия и не приводить к преждевременному потемнению бумаги при хранении. Предложенные ранее растительные решения не проходили эту проверку — их реактивность и устойчивость оставляли желать лучшего.

Команда из Лозанны (город на юго-западе Швейцарии) применила новый подход. Лигнин содержит химические группы, подходящие для создания термоактивного слоя, но сам по себе слишком тёмный и нестабильный для печати. Чтобы изменить его свойства, применили щадящую фракционную обработку с альдегидами, позволяющую получить светлые полимеры с подходящей структурой.

Второй важный компонент — сенсибилизатор, усиливающий реакцию между красящим веществом и разработанным слоем при нагреве. В этом случае вместо нефтепродуктов использовали диформилксилозу — производное сахара ксилана, который содержится в клеточных стенках растений. Полученные смеси наносились на бумагу тонким слоем и тестировались в обычных принтерах.

В ходе испытаний лигниносодержащие покрытия показали чёткое изображение с плотностью цвета, соответствующей требованиям рынка. При этом бумага сохраняла свойства даже после хранения у окна в течение нескольких месяцев, а напечатанные изображения оставались читаемыми спустя год. Контраст пока уступает промышленным образцам, но уже сравним с качеством изделий на основе бисфенола A.

Тестирование также показало, что новые вещества обладают значительно меньшей гормональной активностью по сравнению с привычными разработками — в десятки и даже сотни раз ниже. А растительный сенсибилизатор вовсе не проявил ни токсичности, ни эстрогеноподобных эффектов в условиях испытаний.

Проект демонстрирует, как непищевое растительное сырьё может стать основой для безопасных решений, применимых в повседневной продукции. Разработка может заменить токсичные составы в термобумаге, не уступая по характеристикам, но при этом существенно снижая потенциальные риски.