Красноярские ученые разработали технологию модификации древесного лигнина для создания полимеров, которые можно использовать в различных производствах.
Сейчас лигнин — это отходы лесохимической промышленности, которые в основном хранятся на территории деревообрабатывающих предприятий и не утилизируются, хотя потенциально они пожароопасны. Ученые по сути предложили технологию глубокой переработки лигнина: отходы могут стать основой для новых полимерных соединений. И используя их, можно будет производить перспективные продукты, которые пользуются спросом на рынке. Разработкой технологии занимаются ученые Сибирского федерального университета и Института химии и химической технологии ФИЦ КНЦ СО РАН.
«Мы разработали методы последовательной модификации лигнина с помощью реакций азосочетания и сульфатирования. Считающиеся отходами и практически не перерабатывающиеся в настоящее время залежи этого природного материала можно превращать в ценные продукты — например, светочувствительные молекулы, которые могут меняться под действием света», — говорит соавтор исследования, младший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Виктор Голубков.
Какие варианты применения предлагают ученые:
- Эти молекулы могут стать носителями лекарств для их адресной доставки в очаги заболевания. Под действием света они будут высвобождать действующее вещество.
- В целом лигнин, его препараты и модификации обладают противомикробной, противоопухолевой и антивирусной активностью. И по словам Голубкова, могут использоваться как основа для противомикробных и антисептических препаратов. Молекулы получаемых из лигнина полимеров достаточно крупные, они не преодолевают эпидермальный барьер человеческой кожи и не попадают в кровь.
- В солнцезащитных кремах эти полимеры улавливают вредный для кожи ультрафиолет, предотвращая солнечные ожоги.
- В хайтек-изделиях их можно использовать как платформу для производства органических светодиодов, OLED-дисплеев и экранов телевизоров.
- Новые полимеры можно также применять в производство удобрений и гербицидов. Полимерные гранулы на основе лигнина сработают сразу как вещества для пролонгированного действия удобрения и как протекторы, защищающие действующее вещество от разрушения ультрафиолетом, поступающим с солнечными лучами. Принцип действия несколько схож с работой этих частиц в составе солнцезащитного крема.
- По словам руководителя исследования, доцента кафедры органической и аналитической химии СФУ, старшего научного сотрудника Института химии и химической технологии СО РАН Юрия Маляра, полимеры могут пригодиться в составе эластомеров — различных резин, как компонент, повышающий износоустойчивость.
- Также ученые исследуют свойства полученных полимеров и их возможное применение в нефтяной отрасли — для буровых растворов, которые используют в нефтедобыче.
Технический лигнин — это компонент буровых растворов, и его тоже можно модифицировать, улучшив эксплуатационные свойства. Ученые предполагают, что это поможет очищать буровые растворы от ионов кальция и магния, которые изменяют свойства бурых растворов, отрицательно влияя на их вязкость и усложняя технологические процессы. - И еще одно полезное применение новых полимеров — это производство на их основе красителей для тканей и различных покрытий. Соавтор исследования, аспирант и преподаватель СФУ Валентина Боровкова рассказала, что полученные соединения обладают выраженной окраской — красной, оранжевой, жёлтой, а также высокой стойкостью и глубоко проникают в материал.
Ранее по теме:
Из отходов ЦБК можно создавать композиты для производства суперконденсаторов
Фото: news.sfu-kras.ru
