Ņemot vērā arvien stingrāku globālo vides politiku un arvien pieaugošo patērētāju informētību par zaļo praksi, bioloģiski noārdāmi iepakojuma materiāli, kas ir svarīga alternatīva tradicionālajai plastmasai, kuras pamatā ir naftas{0}}, strauji pāriet no laboratorijas uz rūpnieciskiem lietojumiem. Šie materiāli ar spēju dabiskā vidē vai īpašos apstākļos mikroorganismiem sadalīties oglekļa dioksīdā, ūdenī un biomasā, piedāvā reālu risinājumu "baltā piesārņojuma" mazināšanai un iepakošanas nozares pārveidošanai ar zemu{2}}oglekļa saturu. To pašreizējā attīstība un nākotnes tendences ir kļuvušas par uzmanību iepakošanas nozarē.
Bioloģiski noārdāmo iepakojuma materiālu izejmateriālu sistēmas galvenokārt tiek iedalītas trīs kategorijās: pirmkārt, materiāli, kuru pamatā ir dabiskie polimēru-, piemēram, ciete, celuloze, hitozāns un bambusa šķiedra, kas minēti iepriekš, kas ir tieši iegūti no augu vai mikrobu metabolītiem un kuriem piemīt gan atjaunojamas, gan noārdāmas īpašības; otrkārt, sintētiskie polimēru materiāli, kuru pamatā ir bio-, ko parasti pārstāv polipienskābe (PLA) un polihidroksialkanoāti (PHA), kurus iegūst biomasas fermentācijas vai ķīmiskās sintēzes ceļā. To molekulārā struktūra ir līdzīga dažām naftas{3} plastmasām, taču tās var noārdīties mikrobu fermentatīvās hidrolīzes ceļā; treškārt, kompozītu bioloģiski noārdāmi materiāli, kurus ražo, sajaucot vai kopolimerizējot dabiskos un sintētiskos polimērus vai pievienojot noārdīšanās veicinātājus, lai līdzsvarotu izmaksas, veiktspēju un noārdīšanās efektivitāti.
Veiktspējas ziņā bioloģiski noārdāmie iepakojuma materiāli ir guvuši ievērojamu progresu. Agrīnie produkti parasti cieta no augsta trausluma, sliktas karstumizturības un nepietiekamām barjeras īpašībām, kas ierobežoja to pielietojumu augstā-temperatūra, augsta-mitruma vai ilgstošas{3}}uzglabāšanas gadījumā. Pašlaik, izmantojot molekulārās struktūras dizainu (piemēram, kontrolējot PLA stereoregularitāti), sajaucot modifikācijas (piemēram, sajaucot PLA ar PBAT, lai uzlabotu izturību) un nanokompozītmateriālu tehnoloģiju (piemēram, pievienojot uz cietes{5}} balstītus nanokristālus, lai uzlabotu barjeras īpašības), mehāniskā izturība, siltuma deformācijas temperatūra un hidrolīzes materiāli var apmierināt lielāko daļu ikdienas iepakojuma pretestības. Piemēram, modificētas PLA plēves var sasniegt stiepes izturību, kas pārsniedz 30 MPa, un tām ir paplašināts karstuma{8}}blīvēšanas temperatūras logs par 120–160 grādiem, tādēļ tās ir piemērotas iesaiņošanai, piemēram, kafijas kapsulām un konditorejas izstrādājumiem.
Tomēr bioloģiski noārdāmo iepakojuma materiālu liela mēroga izmantošana- joprojām saskaras ar vairākām problēmām. Pirmkārt, noārdīšanās apstākļu ierobežojumi: lielākajai daļai materiālu ir nepieciešamas rūpnieciskas kompostēšanas iekārtas (58±2 grādi, īpatnējais mitrums un mikrobu vide), lai panāktu pilnīgu noārdīšanos. Dabiskā vidē noārdīšanās ātrums ir lēns, un produkti ir nekontrolējami, kas viegli izraisa strīdus par "pseido-degradāciju".
Otrkārt, līdzsvars starp izmaksām un veiktspēju: bio-izejvielu cenas ļoti svārstās, pārstrādes enerģijas patēriņš ir lielāks nekā tradicionālās plastmasas, un daži augstas veiktspējas{1}}pārveidošanas procesi palielina izmaksas, ierobežojot to izplatību zemo-iepakojumu tirgū.
Treškārt, standartu un otrreizējās pārstrādes sistēmu nobīde: globālie standarti noārdīšanās efektivitātes novērtēšanai ir nekonsekventi, daži produkti, kas apgalvo, ka tie ir “noārdāmi”, faktiski neatbilst kompostēšanas prasībām, un atbalstošo rūpniecisko kompostēšanas iekārtu pārklājums ir zems, kā rezultātā sadalīšanās ķēde tiek pārtraukta.
Raugoties nākotnē, bioloģiski noārdāmo iepakojuma materiālu izstrāde būs vērsta uz trim galvenajiem virzieniem: Pirmkārt, precīzu degradācijas tehnoloģiju izstrāde, panākot kontrolējamu materiālu noārdīšanos specifiskā vidē (piemēram, okeānos un augsnē), regulējot molekulāro ķēžu struktūras un ieviešot videi draudzīgas grupas; otrkārt, zemu-izmaksu liela-apjoma sagatavošana, izmantojot gēnu inženieriju, lai uzlabotu mikrobu celmus un palielinātu bio-monomēru ražu, kā arī izstrādātu zemas-enerģijas apstrādes tehnoloģijas (piemēram, kausējuma ekstrūzijas -pūšanas integrācija); un treškārt, visa aprites cikla pārvaldības optimizācija, slēgtas -cikla sistēmas izveide "izejvielu-ražošanas-izmantošanai-otrreizējai pārstrādei-", veicinot sinerģiju starp rūpnieciskajām kompostēšanas iekārtām un atkritumu šķirošanas tīkliem, kā arī nodrošinot degradācijas procesa patiesu īstenošanu.
Kā iepakošanas nozares zaļās pārveides galvenais virzītājspēks bioloģiski noārdāmu materiālu izstrādei ir nepieciešami ne tikai sasniegumi materiālu zinātnē, bet arī koordinēta politikas virzienu attīstība, tirgus izglītošana un infrastruktūras būvniecība. Ar tehnoloģisko iterāciju un ekosistēmas uzlabošanu paredzams, ka nākamajā desmitgadē tas kļūs par vienu no galvenajām iepakojuma iespējām, ieviešot jaunu impulsu globālajai ilgtspējīgai attīstībai.