Исследователи Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН» и Сибирского федерального университета разработали инновационный биоразлагаемый пластик на основе отходов рыбной промышленности. Новый материал сочетает прочность, гибкость и экологичность, а технология его синтеза открывает путь к созданию доступных и безопасных альтернатив традиционным полимерам на основе ископаемых углеводородов. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Polymers.
Каждый год в мире производится сотни миллионов тонн пластика, значительная часть которого не разлагается десятилетиями. Отходы загрязняют почвы, воду и атмосферу. В поиске устойчивых решений ученые по всему миру активно развивают разработку биоразлагаемых полимеров — материалов, способных разлагаться естественным образом без вреда для окружающей среды. Красноярские ученые сделали заметный шаг вперед в этом направлении, предложив использовать в качестве сырья отходы рыбопереработки.
Команда исследователей усовершенствовала процесс синтеза полигидроксиалканоатов (ПГА) — биополимеров, производимых специфическими микроорганизмами. Если раньше из подобных субстратов удавалось получать полимеры с высокой кристалличностью и ограниченными возможностями переработки, то новая технология позволила синтезировать более сложные сополимеры масляной и валериановой гидроксикислот. Они обладают пониженной кристалличностью, устойчивостью к температурным воздействиям и обеспечивают создание эластичных, прочных и долговечных изделий.
Ключ к успеху — уникальный режим дозирования компонентов и использование специально адаптированного штамма бактерий, устойчивого к токсичным для живых клеток веществам. Эти решения позволили управлять составом и свойствами получаемых полимеров. По словам исследователей, применение рыбных отходов в качестве сырья стало настоящим научным прорывом, ведь ранее столь сложные соединения из подобных источников получать не удавалось.
Наши эксперименты показывают, что микроорганизмы способны синтезировать сложные многокомпонентные биополимеры из вторичного сырья без потери качества. Использование отходов рыбной промышленности снижает себестоимость материалов и делает их производство экологически безопасным. Таким образом, мы одновременно решаем две задачи — перерабатываем промышленные отходы и создаем экологичные заменители обычных пластиков.
Ученые подчеркивают, что их технология вписывается в принципы циклической экономики, когда отходы становятся ценным ресурсом для нового производства. В перспективе такие биопластики смогут найти применение в медицине, упаковочной индустрии и сельском хозяйстве, постепенно вытесняя синтетические материалы.
Недавно мы рассказали о технологии получения биоразлагаемого полиуретана из растительного лигнина — до сих пор бесполезного отхода лесопереработки..
