Инновация из Архангельска: Бурые водоросли как ключ к прочности
Сотрудники Инновационно-технологического центра «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» САФУ (Северный арктический федеральный университет, Архангельск) совершили прорыв в материаловедении. Они разработали метод создания бумаги из водорослей Белого моря, обладающей исключительной прочностью и устойчивостью к сминанию. Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале «Химия растительного сырья».
Ответ на растущий спрос: Водоросли вместо древесины?
Целлюлоза – незаменимый природный полимер, используемый в самых разных отраслях – от медицины до электроники. Традиционно ее получают из древесины и хлопка. Однако растущий спрос заставляет науку искать альтернативные источники. Бурые водоросли Белого моря оказались перспективным вариантом. Их целлюлоза обладает уникальными свойствами: короткие волокна и полное отсутствие лигнина – сложного вещества, осложняющего переработку древесины. Хотя выход целлюлозы из водорослей был невелик, ученые САФУ нашли решение.
Секрет прочности: Двухслойный композит
Исследователи предложили использовать водорослевую целлюлозу не в чистом виде, а как высокоэффективную добавку к традиционной древесной целлюлозе. Они создали инновационный двухслойный материал: основу из древесной целлюлозы покрыли слоем целлюлозы, полученной из бурых водорослей.
Лабораторные тесты подтвердили превосходные свойства:
- Высокая прочность: Полученная бумага из водорослей демонстрирует значительно большую устойчивость к разрыву по сравнению с обычной.
- Устойчивость к сминанию: Материал гораздо меньше мнется.
- Плотная структура: Водорослевая составляющая создает особую матрицу, снижая воздухопроницаемость и впитываемость.
- Улучшенная адгезия: Короткие волокна водорослевой целлюлозы обеспечивают лучшее сцепление при склеивании, что важно для упаковки и других применений.
Чистота и экологичность процесса
«Отсутствие лигнина в водорослях – ключевое преимущество, – поясняет профессор Юлия Севастьянова, один из авторов исследования. – Это позволяет использовать более мягкие, щадящие окислители при выделении целлюлозы из водорослей, что приводит к получению продукта почти идеальной чистоты и делает процесс экологичнее».
Применение: Не только бумага, но и фильтры
Прочная бумага из водорослей – не единственная перспектива. Ученые видят большой потенциал своего композитного материала в создании фильтров средней очистки. Такие фильтры востребованы:
- На промышленных предприятиях.
- В системах вентиляции гаражей и автосервисов.
- В кондиционерах крупных торговых центров, универмагов и офисных зданий.
Будущее биоресурсов Севера
Разработка ученых САФУ открывает новые пути использования богатых, но пока недостаточно освоенных биоресурсов Севера – бурых водорослей Белого моря. Их технология обещает не только создать суперпрочную бумагу, но и внести вклад в развитие устойчивых, экологически ориентированных производств.
