Использование пластмасс, полученных из биомассы, является одной из основных задач в глобальной цели по спасению планеты от загрязнения. Однако использование большей части пластмасс, полученных из биомассы, ограничено из-за их низкой термостойкости. Совместные исследования института JAIST и университета U-Tokyo позволили успешно разработать белую биотехнологическую конверсию целлюлозной биомассы в ароматические полимеры. Они обладают самой высокой термодеградацией из всех пластмасс, о которых когда-либо сообщалось. Новый материал подробно описан в статье для журнала Advanced Sustainable Systems.
Разработка новых энергоэффективных материалов с использованием биомассы — важная часть создания устойчивой окружающей среды. Однако доступные в настоящее время биопластики в основном являются алифатическими. Они, таким образом, обладают плохой термостабильностью, что серьезно ограничивает их применение. В кьнце-концов, пластик, к сожалению, так популярен как раз из-за своей универсальности. Важно, чтобы он мог выдерживать определенные температуры (вспомним пластиковые контейнеры для еды, в которых можно, хоть и не очень полезно, разогревать еду). Полимеры на основе ароматических основных цепей широко известны из-за их высокой термостойкости. Но получение ароматических гетероциклических мономеров из биомассы практически невозможно из-за сложности контроля их структуры.
Две специфические ароматические молекулы, 3-амино-4-гидроксибензойная кислота (AHBA) и 4-аминобензойная кислота (ABA), были получены из крафт-целлюлозы (несъедобного сырья) профессором Ониси и его исследовательской группой в Токио. Рекомбинантные микроорганизмы избирательно увеличивали продуктивность ароматических мономеров и ингибировали образование побочных продуктов. Профессор Канеко и его исследовательская группа из JAIST химически превратили AHBA в 3,4-диаминобензойную кислоту (DABA). Впоследствии она была полимеризована в поли(2,5-бензимидазол) — ABPBI — посредством поликонденсации и переработана в термостойкую пленку. Кроме того, введение очень небольшого количества ABA с DABA резко увеличило термостойкость получаемого сополимера и обработанной пленки.
JAIST
Органический пластик с превосходной термостабильностью (более 740 ° C) был разработан из несъедобного сырья биомассы без использования тяжелых неорганических наполнителей. Такой инновационный молекулярный дизайн полимеров со сверхвысокой термостойкостью за счет контроля π-конъюгации (или сопряжения связей) может способствовать полному отказу от вредного пластика, загрязняющего окружающую среду.
Читать также
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком
Ученые выяснили, почему дети являются самыми опасными переносчиками COVID-19