Представляйте отчетность без ошибок и задержек

Разъяснение требований закона доступным языком

Гид по изменениям законодательства - не пропустите сроки!

Разместить рекламу на портале

» Новости » Просмотр новости

Биополимер из березы

25 июня 2023    538

Красноярские ученые совместно с коллегами из Китая создали биополимер из березовой древесины. В будущем из него смогут делать экологичную упаковку для продуктов.

Исследователи Красноярского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (КНЦ СО РАН) и Южно-Китайского технологического университета (Гуанчжоу, Китай) получили устойчивые к разрыву пленки из ксилана, содержащегося в березовой древесине. Это вещество могут использовать для изготовления пищевой упаковки или оболочек для контролируемого высвобождения пестицидов и удобрений. Ранее сделать что-то подобное было невозможно из-за растрескивания пленок при кристаллизации. Проблему решили, добавив раствор лигнина — биополимера, обеспечивающего одеревенение стенок растительных клеток. В итоге у ученых получились цельные неразрывные пленки.

"Специалисты изучили влияние химической структуры на кристаллизационную и пленкообразующую способности ксиланов древесины березы и выяснили, что содержание лигнина более 9% уменьшает чрезмерную агрегацию молекул и тем самым повышает прочность на разрыв и растяжение", — сообщило издание СО РАН "Наука в Сибири" со ссылкой на пресс-службу КНЦ СО РАН.

Полученные пленки имели большую прочность на разрыв и растяжение.

"Лигнин может выступать в качестве примеси для предотвращения агрегации ксилана, а высокое содержание лигнина способствует образованию устойчивой пленки. Однако его добавление может сказываться на механических характеристиках вещества, что также стоит учитывать", — отметил соавтор исследования, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии КНЦ СО РАН, доцент Сибирского федерального университета (СФУ) Александр Казаченко.

Еще одна недавняя высокоэкологичная разработка ученых Красноярского научного центра СО РАН и СФУ — сорбенты для очистки сточных вод из полисахарида древесины лиственницы (Larix sibirica Ledeb), модифицированного карбоновыми кислотами.

"Для получения новых композитов красноярские исследователи модифицировали арабиногалактан (полисахарид, входящий в состав камедей покрытосеменных и некоторых голосеменных – ИФ) лиственницы сибирской нетоксичными, недорогими и доступными многоосновными карбоновыми кислотами: лимонной, янтарной, щавелевой и адипиновой", — рассказали в пресс-службе КНЦ СО РАН.

Затем, получившийся материал подвергался дополнительной обработке: нагреву либо лиофилизации.

"Термообработка приводила к образованию более плотного материала за счет дополнительных молекулярных связей между кислотами и молекулами арабиногалактана. Лиофилизация же изменяла структуру материала, делая ее более пористой", — пояснили в КНЦ.

Вещество способно активно сорбировать вещества из воды и легко разлагается, в том числе перерабатываются микроорганизмами.

Способность получившихся сорбентов поглощать загрязнения проверили на специальном маркере, имитирующем загрязнители — красителе метиленовом синем, который еще называют "синькой". Результаты показали, что новые соединения хорошо справляются с этой задачей. Среди полученных образцов особо выделяется арабиногалактан, модифицированный янтарной кислотой и впоследствии замороженный. За три часа он поглотил более 80% метиленового синего из водного раствора. Чуть менее эффективны сорбенты на основе адипиновой, лимонной и янтарной кислот, подвергшиеся нагреву — они поглощали около 70% модельного загрязнителя.

"Природные сорбционные вещества на основе полисахаридов являются перспективными материалами для очистки сточных вод и почвы от ионов металлов, других загрязняющих веществ как с экологической, так и с экономической точки зрения", — сказал старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Юрий Маляр.

По его словам, на основе разработанного учеными нового метода можно создавать экологически чистые материалы для использования в качестве носителей лекарственных средств, сорбентов и средств водоподготовки.

"Сорбционные вещества на его основе полностью безопасны для окружающей среды и не уступают по своим характеристикам традиционным сорбентам", — подчеркнул специалист.

Также экологичный сорбент для очистки сточных вод синтезировали ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) и Института металлургии Уральского отделения РАН. Статья с описанием научной работы опубликована в журнале Hydrometallurgy.

В основу сорбента вошел глинистый минерал — монтмориллонит, традиционно использующийся в сорбционных технологиях. На первом этапе минерал модифицировали наночастицами магнетита.

"Это утяжелило мелкие и легкие частицы монтмориллонита и позволило затем без труда осадить их вместе с адсорбированным хромом, приложив магнитное поле", — сообщил научный сотрудник УрО РАН Денис Ординарцев.

Далее в структуру минерала ввели молекулу основного сорбционного элемента, селективного по отношению к хрому. Благодаря этому сорбционная емкость материала увеличилась в пять раз, до 98-99%.

Слои сорбента в водном растворе, содержащем хром, "сжимаются", удерживая частицы хрома. "Вернуть" хром из сорбента можно, добавив в раствор щелочь. Остатки хрома в воде адсорбируются веществом (золь железа), в результате чего водный раствор достигает качества водопроводной воды.

"Мы получили две группы хромсодержащих веществ — чистые соединения хрома и хромисто-железный концентра. Чистые соединения хрома необходимы, к примеру, для изготовления нержавеющей и хромированной стали, электроизоляционного и антикоррозионного покрытий, в авиакосмической промышленности и даже при производстве кожаных изделий. Хромисто-железный концентрат используется, в том числе, в легировании железа для получения, например, хромистых чугунов", — отметила соавтор статьи, сотрудник УрФУ Светлана Эстемирова.

Таким образом технология переработки хромсодержащих отходов становится безотходной.

Сорбент испытали на сточных водах одного из предприятий региона. Результат оказался успешным.

Чтобы добавить комментарий, надо зарегистрироваться

Еще 5 новостей по теме «»

Другие новости за 25.06.2023