Хубаво би било да разполагаме с лед, който не се превръща в локва мръсна вода и може да се използва многократно. Тази идея е осъществена от двама изследователи от Калифорнийския университет, Дейвис.

Дзяхан Дзоу (Jiahan Zou) и Ган Сун (Gang Sun) са разработили едноетапен процес за създаване на многократно използваем, компостируем материал от желатин, същото вещество, което се използва в сладките десерти. Тъй като замразеният желеобразен лед не протича, докато се размразява, той е идеален за вериги за доставки на храни и транспорт на лекарства. Екипът също така проучва протеинови структури за покрития, безопасни за храните.

Дзяхан Дзоу ще представи резултатите си на есенната среща на Американското химическо дружество (ACS). Есенната среща на ACS за 2025 г. се провежда от 17 до 21 август; тя включва около 9000 презентации по редица научни теми.

Проектът за желиран лед започна с въпрос, зададен от Луксин Уанг, учен по храните в Калифорнийския университет в Дейвис. Уанг

Идеята за проекта на Дзоу и Сун е от техен колега, видял как се топи лед във витрините за морски дарове в хранителните магазини и се притеснил, че разтопената вода може да разпространи патогени и да замърси цялата витрина. Проблемът може да се реши с неразтопяем лед

Дзоу и Сун решават, че подходящ материал за тази задача е желатинът, тъй като неговите протеини имат две свойства, които изследователите търсят: Те са безопасни за храна и дългите им нишки се свързват, образувайки хидрогелове с малки пори, които задържат вода. Ранните тестове на хидрогеловете, направени с този естествен полимер (наричан още биополимер), били успешни. Водата оставала вътре в порите, докато преминавала през фазови промени, от течност към лед и обратно, без да уврежда структурите или да изтича хидрогелът.

През годините Дзоу е оптимизирала формулата и методите на производство на хидрогеловете на желатинова основа. Сега тя разполага с практичен, едноетапен процес за създаване на желеобразен лед, който е 90% вода и може да се измива многократно с вода или разредена белина, да се замразява и размразява. Охлаждащият материал се поклаща и смачква при стайна температура. Но когато се охлади под точката на замръзване на водата, 0 градуса по Целзий, той преминава в твърдо състояние.

„В сравнение с обикновения лед със същата форма и размер, желеобразният лед има до 80% от охлаждащата ефективност - количеството топлина, което гелът може да абсорбира чрез фазова промяна“, отбелязва Дзоу, която ще говори повече за това, когато представи най-новата версия на желеобразния лед на ACS есен 2025. „И можем да използваме повторно материала и да поддържаме абсорбцията на топлина през множество цикли на замразяване-размразяване, така че това е предимство в сравнение с обикновения лед."

Новият охлаждащ материал обаче има предимства пред охлаждащите пакети или сухия лед: Той може да се персонализира за всякаква форма или дизайн и е компостируем. В един набор от експерименти компостираният гел подобрява растежа на доматените растения, когато се приложи върху почвата в саксиите. И тъй като охлаждащият материал не съдържа синтетични полимери, той не би трябвало да генерира микропластмаси.

Дзоу и Сун казват, че желеобразният лед, макар първоначално разработен за приложения за консервиране на храни, е обещаващ за транспорт на лекарства, биотехнологии и употреба в райони с ограничена налична вода за образуване на лед.

В момента има лицензи за технологията за желеобразен лед. Дзоу се надява, че това означава, че охлаждащият материал ще бъде достъпен за потребителите като алтернатива на леда, безопасна за контакт с храна, без разтопена вода. Въпреки това, тя признава, че все още има някои стъпки в пазарния анализ, дизайна на продукта и мащабните производствени тестове, преди да може да бъде комерсиализиран.

Но с навлизането на желатиновия желеобразен лед на пазара, Дзоу се интересува и от други естествени биополимери. Тя разширява изследванията си върху растителни протеини, които са селскостопански странични продукти, като соеви протеини, за да произвежда по-устойчиви материали. Фокусът ѝ се измества към разработването на соеви протеини за подвижни покрития за плотове и клетъчни скелета за култивирано месо. Тя ще представи повече за тази работа на ACS есен 2025

Източник: Reusable ‘jelly ice’ keeps things cold — without meltwater, ACS, UC Davis