Биотехнологи ПГНИУ из целлюлозных отходов смогут делать материал для бронежилетов


На технологической базе Пермского университета ученые разработали новый способ получения наноцеллюлозы. Этот материал, который по своей прочности превосходит сталь, может быть использован в различных отраслях производства – от супергибких экранов до бронежилетов. В настоящее время в России производство наноцеллюлозы отсутствует.

Созданная по программе развития национального исследовательского университета Лаборатории клеточных и микробных биотехнологий ПГНИУ в сотрудничестве с Институтом экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН 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 – примеси, которая снижает качество материала. Ученые нашли специальный штамм плесневых грибов Aspergillus niger, который позволяет эффективно разрушить лигнин.
 

Лаборатория клеточных и микробных биотехнологий
 
«В качестве сырья мы планируем использовать различные целлюлозосодержащие материалы, в том числе отходы целлюлозно-бумажных комбинатов, которые образуются в больших количествах и представляют серьезную опасность для окружающей среды. Только на территории Пермского края находится более 8 млн. тонн неутилизированных отходов», – говорит сотрудник Лаборатории клеточных и микробных биотехнологий ПГНИУ Эльвира Позюмко.
 
Наноцеллюлоза обладает уникальным свойством псевдопластичности – она вязка в обычных условиях, ведёт себя как жидкость при механическом воздействии и сверхпрочна в твердом состоянии. «Структура этого материала представлена плотно упакованным массивом игловидных кристаллов. Это обусловливает его прочность, которая превосходит нержавеющую сталь», – рассказывает заведующий сектором биокатализа и биосинтеза Лаборатории микробных и клеточных биотехнологий Александр Максимов.
 

Наноцеллюлоза
 
Полученный продукт имеет обширные сферы применения. На его основе создаются сверхлёгкие и сверхпрочные материалы: различные детали изделий, конструкций, машин, а также супергибкие 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.
 
Для справки
Наноцеллюлоза – это наноразмерные волокна целлюлозы, ширина которых – 5-20 нм, длина – от 10 нм до нескольких мкм. Она обладает такими свойствами, как псевдопластичность и сверхпрочность. Представляет собой коллоидный раствор, который не расслаивается и не образует осадок. Обладает повышенной вязкостью, образуя гелеподобную массу.
 
Лигнин – это сложное полимерное соединение, содержащееся в клеточных стенках и межклеточном пространстве растений и скрепляющее целлюлозные волокна. Древесина лиственных пород содержит 18-24% лигнина, хвойных – 27-30%.
 
Лаборатория микробных и клеточных биотехнологий создана в рамках реализации программы национального исследовательского университета. Деятельность лаборатории связана с такими направлениями, как технологии биокатализа и биосинтеза для получения промышленно-значимых веществ и материалов, разработка средств клинической диагностики, совершенствование способов синтеза фармпрепаратов, исследования в области молекулярной генетики и биотехнологий, создание высокопроизводительных диагностических систем, а также ПЦР-исследования: выявление инфекционных и генетических заболеваний, выделение и клонирование новых генов.
 
Отдел по связям с общественностью

Поделиться информацией: