«Зеленый» пластик: ученые получили из растений биоразлагаемый полиуретан
Новая методика синтеза биоразлагаемого полиуретана без традиционных токсичных ингредиентов способствует более экологичному и ответственному производству полимеров и сокращению парниковых газов в атмосфере.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Хо Ен Чунг, доцент инженерного факультета Университета Флориды, впервые продемонстрировал возможность использования лигнина из стенок растительных клеток и углекислого газа для создания «зеленого» полиуретана. Этот полимер широко используется в различных областях благодаря его способности регулировать тепло, гибкости во время обработки и прочности готовых изделий. Работа опубликована в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Ученым удалось создать высококачественный экологичный полимер, проведя меньше этапов синтеза, затратив меньше энергии и отказавшись от токсичных ингредиентов. Продукт безопаснее для окружающей среды, полезнее для людей и проще в производстве.
Традиционный полиуретан основан на соединениях, называемых изоцианатами, которые обладают высокой реакционной способностью, опасны и токсичны. Метод Чунга полностью их исключает. Используя природный полимер лигнин, авторы создали биоразлагаемый материал, изготовленный из возобновляемого и малоиспользуемого на данный момент ресурса. Открытие позволяет пользоваться всеми преимуществами полиуретана, но устраняет недостатки традиционного синтеза.
Хотя лигнин находит определенное применение в современном производстве, обычно его рассматривают лишь как побочный продукт переработки целлюлозы и производства бумаги. Прорыв команды Чунга заключается в создании таких же высокоэффективных материалов, как и традиционные полиуретаны, но с использованием обильных отходов бумажных фабрик и улавливаемого из атмосферы углекислого газа. Полученный материал столь же прочен и термостоек, как и классические аналоги, но вдобавок лучше растворяется при необходимости в органических растворителях.
Возможность легкой переработки дает этому материалу большое преимущество перед другими биологическими альтернативами пластику на основе нефтепродуктов.
Масштабируемость очень важна для нас, поскольку мы являемся группой ученых, занимающихся полимерами, и мы всегда стараемся расширять масштабы, коммерциализировать и индустриализировать наши исследовательские технологии. Этот материал гораздо более технологичен по сравнению с другими альтернативами, используемыми для создания полиуретана. Мы используем гораздо меньше стадий реакции для получения материала того же или более высокого качества. Это значительно экономит энергию, что положительно сказывается на окружающей среде, стоимости и эффективности продукта.Хо Ен Чунг исследователь.
В поисках «своего» лигнина
Предыдущие работы Чунга были посвящены изучению возможностей использования лигнина для производства других видов экологически чистых пластиков. В статье, опубликованной в 2024 году, он продемонстрировал возможность его использования для создания поликарбоната, материала из другого семейства полимеров.
Новое исследование расширяет возможности лигнина, фокусируясь на полиуретане. Гибкость и эластичность этого полимера обеспечивают его более широкое применение по сравнению с поликарбонатом.
Чунг впервые заинтересовался лигнином будучи студентом, когда пытался сделать из него биоклей. В то время этот материал был изучен совсем мало. Начав профессиональную научную карьеру, он продолжил изучать его свойства и перспективы. Ученый верил, что лигнин обеспечит прорыв в области медицины, энергетики и создания экологически чистых материалов. Похоже, он оказался прав.
Старый неразлагаемый пластик остается головной болью экологов. Недавно мы рассказали об утилизации пластмассовых отходов с помощью бактерий и личинок восковой моли.
Поделиться
