Исследовательская работа “Разработка одноразовой посуды из биополимера на основе крахмала и ее физико-химические свойства”
Автор (ы)
Аффилиация
КОГОАУ ЛЕН, г. Киров, Кировская область, 6 Класс
Научный руководитель
Аннотация
Цель работы – изучить свойства одноразовой посуды из биополимера на основе крахмала и сравнить её с пластиковой и бумажной посудой по физико‑химическим, экологическим и экономическим показателям.
Актуальность. Проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами требует поиска экологичных и экономически оправданных заменителей традиционной одноразовой посуды. Биополимеры на основе возобновляемого сырья (крахмала) рассматриваются как перспективный материал, потенциально биоразлагаемый и безопасный для экосистем.
Гипотеза – из биополимера на основе крахмала можно изготавливать биоразлагаемую одноразовую посуду с физико‑химическими свойствами, соответствующими требованиям ГОСТ, способную заменить пластиковую и бумажную посуду как более экологичный и экономически выгодный вариант.
Объект исследования – биополимер на основе крахмала (полученный из неньютоновской жидкости, обработанной в микроволновой печи) и изделия из него.
Предмет исследования – определить физико-химические свойства, экологическую значимость и экономическую выгоду биополимера из крахмала
Задачи:
- Изучить информацию об одноразовой посуде и крахмальных биополимерах.
- Исследовать физико‑химические свойства посуды из пластика, бумаги и биополимера (стойкость к воде, температуре, кислотам, солям, щелочам, горючесть и др.).
- Определить фитотоксичность почвы, в которую помещались образцы из пластика, бумаги и биополимера, методом проростков.
- Сравнить стоимость посуды из пластика, бумаги и биополимера на основе крахмала.
- Сформулировать выводы и дать рекомендации по изготовлению посуды из биополимера.
Методы исследования:
– анализ литературы и интернет‑источников;
– лабораторные опыты и наблюдения (исследование свойств материалов);
– фитотест (метод проростков для оценки фитотоксичности почвы);
– экономический расчёт себестоимости изделий;
– сравнительный анализ и обобщение результатов.
Основные результаты.
- Подтверждена возможность получения биополимера из крахмала и воды под воздействием СВЧ‑излучения и изготовления из него образцов посуды.
- При сравнении материалов установлено:
– биополимер частично нерастворим в воде, разлагается в почве быстрее пластика, не изменяется при высоких температурах, долго сохраняет холод, выдерживает кипячение, устойчив к кислотам, солям и щелочам, сохраняет тепло и не поддерживает горение;
– бумажная посуда поддерживает горение, обугливается в кислотах и содержит клеящие/красящие компоненты;
– пластиковая посуда долго разлагается, плавится при высоких температурах, горит с выделением чёрного дыма и едкого запаха. - По результатам фитотестов: почва с пластиком показала слабую фитотоксичность; в почве с биополимером масса корней и надземной части растений оказалась выше, чем в контроле, что позволяет предположить возможный эффект биоудобрения.
- Экономический анализ показал:
– 1 г биополимерного стакана дешевле 1 г пластикового в 14 раз и 1 г бумажного — в 8 раз;
– при этом полный стакан из биополимера дешевле бумажного на 47 копеек, но дороже пластикового на 1 руб. 30 коп.
Практическая значимость.
Результаты работы демонстрируют реальную возможность частичной замены пластиковой одноразовой посуды на изделия из крахмального биополимера, обладающие лучшими экологическими свойствами и потенциальной экономической выгодой на уровне сырья. Материал может быть использован на уроках биологии и экологии для изучения тем «Полимеры», «Экологические проблемы отходов», «Биотестирование».
Выводы:
Гипотеза подтвердилась частично: биополимер на основе крахмала обладает рядом важных достоинств — биоразлагаемостью, экологической безопасностью (вплоть до положительного влияния на растения), устойчивостью к температурам и химическим воздействиям, а также низкой стоимостью сырья. Он может служить перспективной основой для экологичной одноразовой посуды. В то же время требуется дальнейшая проработка технологии формования изделий и снижения конечной стоимости продукта по сравнению с дешёвым пластиком.
Содержание работы
Автор предпочел не показывать работу на сайте
Конкурс, в котором автор работы принял участие:
VIII Международный конкурс исследовательских проектов школьников “Древо жизни”, 2025/26
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 01.02.2026
Добавить комментарий