26 августа 2022 года в рамках VII Всероссийского молодежного научного форума «Наука будущего — наука молодых» прошло пленарное заседание «Экономика замкнутого цикла: новые возможности в сфере устойчивых наноматериалов и полимерных бионанокомпозитов». Как сделать наноматериалы из бананов, ананасов и бамбука, зачем нам нужна наноцеллюлоза, как ее создают — читайте в репортаже InScience.News.
«Мы производим около 1,6 миллиардов тонн агроотходов в год»
Наноматериалы — вещества с уникальными свойствами и широчайшим применением. Поэтому сегодня они притягивают внимание химиков по всему миру. Один из них — профессор Сабу Томас, директор Международного и национального университетского центра нанонауки и нанотехнологии Института химических наук Университета Махатмы Ганди (Индия). На пленарном заседании форума «Наука будущего — наука молодых» он рассказал о том, какие новые разработки в области «зеленой» химии создали его коллеги и где их можно будет использовать.
Свое выступление Сабу Томас начал с того, что заявил: «Мы производим около 1,6 миллиардов тонн агроотходов в год по всему миру. У этой биомассы очень много разных применений: например, биодизельное топливо». Отходы, которые производит агропромышленный комплекс, очень разнообразны и обладают разными свойствами. При этом такое сырье экологично: с помощью биомассы можно наладить вторичное производство.
Особое внимание Сабу Томас уделил коммерчески важным растительным ресурсам, в первую очередь — дереву, бамбуку, хлопку и другим. Растительные волокна безопасны для экологии и людей, их можно производить из бананов, кокосов, ананасов, бамбука. Более того, такой материал очень дешевый и обладает прекрасными свойствами.
«Мы можем сохранить нашу Землю для будущих поколений»
Важная часть растительных волокон — это целлюлоза. «Давайте рассмотрим ее структуру. Мы можем работать с этими волокнами, как с макрокомпозитными материалами. <…> Я бы сказал, что это один из самых важных экологичных устойчивых материалов», — отметил профессор. Сабу Томас отметил, что наноцеллюлозу можно добывать разными способами: с помощью кислотного гидролиза, паровой обработки, высокоинтенсивного ультразвукового воздействия, гомогенизации под высоким давлением, криодробления и так далее. Целлюлозу также обрабатывают щелочью и отбеливают. Остается жидкая масса, а затем специалисты проводят кислотный гидролиз в сочетании с обработкой паром в течение трех часов. Потом целлюлозу подвергают гомогенизации. Благодаря этому ученые получают целлюлозные нановолокна. Сейчас специалисты из университета, в котором работает Сабу Томас, стремятся уменьшить количество отходов после химических реакций с целлюлозой.
«Целлюлоза может вступать в самые разные химические реакции. Мы должны использовать эту возможность», — заявил Сабу Томас.
Для чего же можно использовать наноцеллюлозу? Ее можно использовать в медицине в качестве марлевой повязки, в промышленности для очистки воды от тяжелых металлов, бактерий и вирусов, экранирования электромагнитных помех, в строительстве и других областях. Кроме того, в Институте химических наук Сабу Томас вместе с коллегами добавляет наноцеллюлозу в полиуретан: такое сочетание, утверждает ученый, можно использовать для производства протезов клапана сердца, различных имплантов. Эта модификация позволяет им медленнее изнашиваться.
Особое внимание профессор уделил исследованию, которое он провел вместе с коллегами в Институте. Ученые смогли получить нанокомпозиты натурального каучука, которые армированы нанокристаллами картофельного крахмала. «Мы поняли, что нанокристаллы картофельного крахмала — это эффективный армирующий агент», — отметил он. Это вещество можно использовать для тканевой инженерии.
Свое выступление Сабу Томас завершил словами о том, что наука и человечество должны стремиться к тому, чтобы уменьшить количество отходов. «Именно так мы можем сохранить нашу Землю для будущих поколений», — заявил он.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
