Лигнин: ключ к будущему без нефтепластиков от ученых из Швеции

Шведские ученые из Университета Буроса разработали инновационный подход к созданию экологически чистых материалов, способных заменить традиционные пластмассы. Основой для этих новых материалов служит лигнин – побочный продукт лесной промышленности, который ранее часто рассматривался как отход.

Матильда Йоханссон, доктор наук в области технологии полимеров, провела исследование, посвященное химической модификации лигнина и его применению в армированных волокном биокомпозитах. Цель проекта заключалась в разработке материалов, которые не только заменят продукты на основе нефти, но и позволят снизить вес конструкций без ущерба для их механических характеристик, что открывает новые перспективы для различных отраслей промышленности.

В ходе исследования решались ключевые задачи: улучшение совместимости лигнина с другими веществами, повышение эффективности и экологичности процесса модификации, оптимизация механических и термических свойств материала, а также интеграция волокон для дополнительного упрочнения. Матильда Йоханссон отмечает, что лигнин обладает множеством неизученных возможностей, и его химическая модификация позволяет создавать материалы с огромным потенциалом для замены нефтепродуктов, что является значительным шагом к более «зеленой» экономике.

Предложенный метод включает извлечение лигнина из отходов лесной и сельскохозяйственной промышленности. Затем лигнин химически модифицируется с использованием уксусного ангидрида и микроволнового излучения, что обеспечивает его способность связываться с другими полимерами, например, с полилактидом PLA. Полученная смесь перерабатывается методами экструзии, 3D-печати или компрессионного формования для создания композитного материала, армированного регенерированными целлюлозными волокнами, что делает технологию гибкой и адаптируемой к различным производственным процессам.

Разработка шведских ученых несет значительные экологические выгоды и способствует повышению эффективности использования ресурсов. Матильда Йоханссон поясняет, что их проект помогает сократить применение традиционных пластмасс, то есть материалов на основе нефти. Новый материал состоит из натуральных компонентов, а при его производстве не используются вредные химические вещества. Все больше отраслей промышленности переходят на биоразлагаемые альтернативы, и этот материал может стать одним из вариантов снижения воздействия на климат. Тот факт, что он производится из побочного продукта другой отрасли, считающегося низкоценным сырьем, делает весь процесс более ресурсоэффективным и экономически привлекательным.

Этот проект является важным вкладом в исследования устойчивых материалов, подчеркивая необходимость разработки экологически безопасных альтернатив современным материалам, широко используемым в промышленности и быту. Он демонстрирует, как научные изыскания могут привести к практическим решениям глобальных экологических проблем.

В центре внимания исследования – устойчивое развитие. По словам Матильды Йоханссон, современный высокий уровень потребления приводит к образованию огромного количества отходов, лишь малая часть которых перерабатывается. Это ведет к накоплению материалов, наносящих значительный ущерб природе. Она считает, что если есть возможность выбирать материал, который оказывает меньшее воздействие на окружающую среду как при производстве, так и при использовании, это беспроигрышная ситуация для всех, способствующая сохранению планеты для будущих поколений.

Проект соответствует Целям устойчивого развития ООН, в первую очередь Цели 9 «Промышленность, инновации и инфраструктура» и Цели 12 «Ответственное потребление и производство», что подтверждает его глобальную значимость и актуальность в контексте мировых усилий по достижению устойчивости.