На технологической базе Пермского университета (ПГНИУ) учёные разработали новый способ получения наноцеллюлозы (наноразмерных волокон целлюлозы, ширина которых составляет от 5 до 20 нм, а длина — от 10 нм до нескольких мкм).
Этот материал, который по своей прочности превосходит нержавеющую сталь, может быть использован в различных отраслях производства – от супергибких экранов до бронежилетов. В настоящее время в России производство наноцеллюлозы отсутствует.
Специалисты Лаборатории клеточных и микробных биотехнологий, созданной по программе развития ПГНИУ, работали вместе с сотрудниками Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН. Объединённая команда впервые получила наноцеллюлозу биотехнологическим путем.
Новейший способ получения наноцеллюлозы удешевляет ее производство в 3,5 раза. Он предполагает шесть стадий, на одной из которых происходит получение чистых целлюлозных волокон и удаление лигнина — растительного вещества, которое снижает качество материала. Учёные выделили штамм плесневых грибов вида Aspergillus niger, который позволяет эффективно разрушать лигнин.
"В качестве сырья мы планируем использовать различные целлюлозосодержащие материалы, в том числе отходы целлюлозно-бумажных комбинатов, которые образуются в больших количествах и представляют серьёзную опасность для окружающей среды. Только на территории Пермского края находится более 8 миллионов тонн не утилизированных отходов", – сообщает сотрудник Лаборатории клеточных и микробных биотехнологий ПГНИУ Эльвира Позюмко.
Наноцеллюлоза обладает уникальным свойством псевдопластичности. Она вязкая в обычных условиях, ведёт себя как жидкость при механическом воздействии и сверхпрочна в твёрдом состоянии.
"Структура этого материала представлена плотно упакованным массивом игловидных кристаллов. Это обусловливает его прочность, которая превосходит показатели нержавеющей стали", – рассказывает Александр Максимов, заведующий сектором биокатализа и биосинтеза Лаборатории микробных и клеточных биотехнологий.
Полученный продукт имеет обширные сферы применения. На его основе создаются сверхлёгкие и сверхпрочные материалы: различные детали изделий, конструкций, машин, а также гибкие экраны, бронежилеты и другие бронированные изделия.
В медицине и фармакологии наноцеллюлоза применяется в качестве сорбентов и перевязочных материалов. Также, благодаря способности эффективно заполнять щели, она может использоваться в качестве клеящего материала для устранения технических дефектов.
По словам разработчиков, новый способ получения наноцеллюлозы позволит реализовать технологию на промышленных и малых предприятиях Пермского края, с некоторыми из которых уже есть договоренности о сотрудничестве.
