Tällä hetkellä saatavilla olevat paperipillit eivät ole pelkästään paperista valmistettuja. 100 % paperista valmistetut pillit ovat liian märkiä joutuessaan kosketuksiin nesteiden kanssa eivätkä voi toimia pillinä. Vastaavasti niiden pinnat tulee pinnoittaa.
Paperipillien yleisimmin käytetyt päällystysmateriaalit ovat polyeteeni (PE) tai akryylihartsi – samoja materiaaleja käytetään muovipussien ja liimojen valmistukseen. Myös paperikupit on päällystetty samoilla materiaaleilla kuin paperipillit. Useat aiemmat tutkimukset ovat raportoineet, että poistettujen paperikuppien polyeteenipinnoite voi hajota pieniksi hiukkasiksi hajoamatta kokonaan ja muuttua mikromuoveiksi. Lisäksi nämä paperituotteet valmistetaan paperista ja muovista (kaksi hyvin erilaista materiaalia), joten niitä on vaikea kierrättää.
Perinteiset paperipillit ovat epämukavia käyttää. Pitkäaikaisessa kosketuksessa nesteen kanssa ne muuttuvat märkiksi. Ja kun näitä pillejä käytetään hiilihapollisten juomien juomiseen, muodostuu monia kuplia niiden pintaominaisuuksien vuoksi. Tällä hetkellä markkinoilla on vaihtoehtona paperipilleille polymaitohappo- (PLA) pillit ja riisipillit. PLA-pillit – tunnetaan myös maissimuovipillinä – eivät kuitenkaan hajoa hyvin meressä. Vaikka riisipillit hajoavat hyvin ympäristössä, niillä on haittoja, kuten korkeammat hinnat, jotka johtuvat niiden massatuotannon vaikeuksista ja terävistä poikkileikkauksista.
Tohtori Oh Dongyeopin ja Kwak Hojungin KRICT:stä ja professori Park Jeyoungista Sogangin yliopistosta yhteinen tutkimusryhmä on kehittänyt ympäristöystävällisiä paperipillejä, jotka ovat 100 % biohajoavia, toimivat paremmin kuin perinteiset paperipillit ja jotka voidaan helposti massatuotantoa . Tutkimus on julkaistu lehdessäEdistynyt tiede.
Teknologiansa avulla tutkimusryhmä syntetisoi tunnetun biohajoavan muovin, polybuteenisukkinaatin (PBS), lisäämällä pienen määrän selluloosan nanokiteitä pinnoitemateriaalin luomiseksi. Lisätyt selluloosan nanokiteet ovat samaa materiaalia kuin paperin pääkomponentti, mikä mahdollistaa biohajoavan muovin kiinnittymisen tiukasti paperin pintaan pinnoitusprosessin aikana.
Perinteisissä paperipilleissä ei ole materiaalia, joka kiinnittäisi muovipinnoitteen voimakkaasti pillien pintaan. Siksi pillien pinnat eivät ole tasaisesti päällystetty muovilla, mikä vaikeuttaa niiden käyttöä. Merkittävimmät tämän aiheuttamat rajoitukset ovat se, että pillit kastuvat nesteen koskettaessa päällystämätöntä osaa ja kuplia muodostuu runsaasti, kun paperipillejä jätetään hiilihapotettuihin juomiin. Tämä johtuu siitä, että päällystämätön osa yhdistyy helposti veteen, kun taas päällystetyllä muoviosalla on vettä hylkivä ominaisuus, jolloin hiilihapotettu juoma joutuu kosketuksiin paperipillien epätasaisen pinnan kanssa.
Nämä rajoitukset on voitettu tutkimusryhmämme kehittämillä uusilla paperipilleillä; ne eivät kastu helposti eivätkä aiheuta kuplien muodostumista hiilihapollisiin juomiin, koska pinnoitemateriaali peittää pillien pinnan tasaisesti ja voimakkaasti. Lisäksi pinnoitemateriaali on valmistettu paperista ja biohajoavasta muovista ja siksi hajoaa ja hajoaa täysin.
Tutkimusryhmä havaitsi, että nämä ympäristöystävälliset paperipillit säilyttävät fyysisen eheytensä sekä kylmissä että kuumissa juomissa. Tutkimusryhmä havaitsi myös, että pillit eivät kastuneet, kun niitä käytettiin erilaisten juomien, kuten veden, teen, hiilihapollisten juomien, maidon ja muiden lipidejä sisältävien juomien sekoittamiseen, tai pitkäaikaisessa kosketuksessa nesteiden kanssa. Verrattiin uusien paperipillien ja perinteisten paperipillien kosteusastetta. Perinteinen paperipilli vääntyi voimakkaasti, kun noin 25 g:n paino ripustettiin sen jälkeen, kun pilli oli kastettu kylmään veteen 5 asteessa 1 minuutiksi. Sen sijaan uusi paperipilli ei taipunut niin paljoa, vaikka paino oli yli 50 g samoissa olosuhteissa.
Äskettäin kehitetyt pillit hajoavat hyvin, jopa meressä. Yleensä paperi tai muovi hajoaa meressä paljon hitaammin kuin maaperässä valtameren alhaisen lämpötilan ja korkean suolapitoisuuden vuoksi, jotka estävät mikrobien kasvua. Tutkimusryhmä suoritti hajoamistestin meriympäristössä upottamalla olkinäytteet 1,5–2 metrin syvyyteen Etelä-Korean Pohangin rannikolla.
Tavalliset muovipillit ja maissimuovipillit eivät hajoaneet 120 päivän kuluttua. Perinteiset paperipillit säilyttivät muotonsa ja menettivät vain 5 % kokonaispainostaan. Sitä vastoin tutkimusryhmän kehittämät pillit menettivät yli 50 % painostaan 60 päivän jälkeen ja hajosivat täysin 120 päivän jälkeen.
"Tämä tekniikka on vain pieni askel kohti suuntaa, johon meidän on otettava tällä muovin aikakaudella. Usein käyttämämme muovipillin muuttaminen paperipilliksi ei vaikuta välittömästi ympäristöömme, mutta ero tulee olemaan syvällinen ajan myötä. Jos me vaihdamme vähitellen kätevistä kertakäyttöisistä muovituotteista erilaisiin ympäristöystävällisiin tuotteisiin, tulevaisuuden ympäristömme on paljon turvallisempi kuin se, josta nyt huolehdimme", sanoi päätutkija tohtori Oh Dongyeop.