На передовой: молодые учёные Иркутска создают биопластик

Научно-исследовательский институт биологии иркутского госуниверситета объявил, что получил удачные результаты по разработке материала, который наносит минимальный ущерб окружающей среде - биоразлагаемого пластика.

Бабр взял интервью у директора Максима Тимофеева , чтобы поподробнее узнать о разработке, которую, к слову, презентовали губернатору Иркутской области и делегации из ООН.

В СМИ появилась информация, что учёные НИИ биологии ИГУ создают стакан для питья из биоразлагаемого пластика. Всё верно?

Верно, отчасти. Действительно, на прошлой неделе в НИИ биологии ИГУ было мероприятие, на котором я рассказывал губернатору Иркутской области Игорю Ивановичу Кобзеву о работах молодых учёных нашего института. Мы рассказывали о десятке проектов и биопластик лишь один из них, который так привлёк внимание журналистов.

Проект направлен на разработку серии новых биополимерных материалов, в том числе биопластиков, биоразлагаемых плёнок, которые мы создаём из такого соединения, как хитозан. Перспективы таких биоматериалов очень велики - от создания пластиков, которые, если вдруг попадают в природу, быстро перерабатываются, и до разных материалов медицинского назначения: перевязочных материалов, биосовместимых имплантов, хирургических нитей и так далее.

Конечно же, нас, как людей, живущих на Байкале и заботящихся о его экологическом состоянии, беспокоит тема пластика, загрязняющего среду. Видимо, поэтому возможность использования нашего биополимерного пластика для экологической посуды нашла такой отклик в медиа и соцсетях.

Расскажите, пожалуйста, из чего состоит материал?

Речь идёт об использовании хитозана - это полисахарид, который является основой известному многим хитину. Хитин – структурный элемент покровов насекомых, ракообразных. По встречаемости в природе хитин (и соответственно хитозан) второй по объёму природный биополимер после целлюлозы. Хитозан биологически разлагаемое соединение, биологически совместимое и не токсичное, а главное - хитозан хороший плёнкообразователь. Его легко превращать химическим способом в различные формы для практического применения (такие как волокна, плёнки, капсулы, покрытия). Хитозан имеет широкий диапазон применения в различных областях, начиная с очистки сточных вод и заканчивая производством специальных медицинских препаратов.

Сегодня промышленный способ получения хитозана связан в основном с деацетилированием хитина из крабовых панцирей. Мировая рыболовная промышленность ежегодно производит тонны крабовых отходов, которые идут на переработку, однако проблема в том, что хитин, добытый из морской среды, может быть загрязнён тяжёлыми металлами, кроме того, добыча крабов имеет сезонный характер, нестабильна и трудно прогнозируема.

Мы же в своём подходе пытаемся создать если не индустрию, то хотя бы опытное производство хитина и хитозана, опираясь на биоресурсы Байкала и окружающей его природы. Мы выделяем хитин из нескольких видов культивируемых насекомых и байкальских эндемичных рачков. Что, с одной стороны, позволяет запустить прогнозируемое стабильное производство, с другой стороны, у хитина из байкальских рачков есть некоторые свойства, которые должны делать его особенным как по чистоте продукта, так и по стоимости его производства.

Кто участвует в разработке и кто был инициатором идеи?

На данный момент этот проект ведётся группой молодых учёных института. Идея посмотреть на тему использования байкальских рачков, как источника хитозана, давно висела в воздухе, просто не доходили руки. Сейчас, когда у нас в институте биологии создана новая лаборатория по биотехнологии, то появились возможности поэкспериментировать, попробовать новые направления. Пока работы по хитозану и их часть, связанная с биопластиком, это всё-таки ещё «side project» то есть не основной, а дополнительный проект. Делаем мы его в свободное время и за средства частных спонсоров. Но в ближайшее время я рассчитываю на то, что это направление станет одним их главных в работе исследователей института. Я вижу большие перспективы на этом направлении.

Как долго продолжается работа над разработкой?

Это довольно молодой проект. Мы занимаемся им всего несколько месяцев. Первые образцы плёнок и пластиков разного состава получены вот только совсем недавно, в феврале 2021 года.

Какие этапы ещё предстоит сделать?

Ну этапов впереди ещё множество. С одной стороны, технологии производства биопластиков из хитозана морских ракообразных довольно хорошо отработаны и известны специалистам. С другой стороны, у материала, полученного из байкальских рачков и насекомых, есть много особенностей. Эта специфика и представляет большой интерес. Байкальские рачки обладают уникальными характеристиками, например, рядом протеолитических ферментов, которые высокоэффективны для расщепления белков. Эта особенность позволяет проводить выделение хитозана с большей эффективностью и более высоким качеством. Всё это на конечном этапе влияет на стоимость процесса и как итог на экономическую привлекательность и перспективы всего проекта.

Насколько прочен материал, можно ли в него наливать горячую воду?

Пластик на основе хитозана должен быть достаточно прочен и способен выдерживать как воду, так и разные слабощелочные или слабокислые жидкости. Посуда на основе хитозановых пластиков, в том числе и одноразовая, не имеет каких-либо ограничений, отличающих его от обычной одноразовой посуды.

Можно ли его выкидывать в мусорную урну по завершении использования?

В этом-то и главная особенность пластиков на основе хитозана. Они относятся к так называемым биразлагаемым компостируемым биопластикам. Стаканчик из такого пластика можно наполнить землёй и посадить в него растение у себя на огороде. Довольно быстро, в течение нескольких недель, хитозановый пластик будет переработан микроорганизмами в воду и органическое удобрение, пригодной для использования вашим растением. В этом и есть эко-привлекательность подобных продуктов.

Если биостакан попадёт в Байкал, что с ним будет и какие компоненты попадут в байкальскую воду? Не навредит ли это байкальским эндемикам?

В отличие от многих пластиков и пластиковых «экопакетов», которые рассыпаются и превращаются в микропластик, массово загрязняющий окружающую среду, микропластик, который попадает в воду и накапливается в мельчайших организмах фильтраторах, а далее по цепочке идёт в высшие организмы, включая и промысловых рыб, хитозановый биопластик – настоящий БИО. Попади такой пластик в Байкал или на побережье, он будет очень быстро съеден и переварен микроорганизмами и растениями как обычное органическое соединение. Это главная и очень ценная особенность хитозана.

Реально ли внедрить этот материал в магазины, то есть на массовое использование?

Сейчас главная проблема данной технологии её высокая стоимость. Стоимость делает использование хитозана более привлекательной для биомедицинского и фармацевтического применения. Хитозан хорошо продаётся как БАД и средство для похудания, как компонент различных медицинских изделий. Но, как и многие современные технологии стоимость производства хитозана постепенно снижается. У нас есть ряд идей как ещё более удешевить производство этого продукта и вывести его в цифры, сопоставимые с пластиками из нефти. Тогда можно будет вести речь о замещении такими пластиками уже с рыночных позиций.

Есть ли подобные разработки у иностранных учёных?

Да, мы работаем в очень конкурентной среде. Одними из лидеров в данной области являются коллеги из Гарвардского университета, там около десяти лет назад создан Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering

, специализация которого как раз поиск природоподобных технологий и новых материалов. Конкурировать с ними сложно, но можно. Ведь у нас есть свои козыри, мы опираемся на уникальные особенности и специфику байкальской природы, её эндемиков, которые дают нам эксклюзивный материал для разработок и новых технологий, доступ к которым есть только у нас.

URL: https://www.babr24.net/irk/?IDE=211559

bytes: 8799 / 7941

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте
- Вайбер
- Одноклассники

Связаться с редакцией Бабра в Иркутской области:
[email protected]

Автор текста: Миша Ковальски, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 1654 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии" (Иркутск)

Птичий беспредел: энергетики рассказали, как птицы влияют на работу ЛЭП

Специалисты Иркутской электросетевой компании обнаружили, что около трети кратковременных отключений на высоковольтных линиях электропередачи происходят из-за птиц.

Ярослава Грин

Наука и технологииБратья меньшиеЭкономика и бизнесИркутск

19786

14.02.2024

Вторая жизнь отходам: ученые осваивают технологии по переработке золошлаковых смесей

Каждый год в Иркутской накапливаются огромные объемы золошлаковых смесей от работы ТЭЦ. Однако ученые из Научно-исследовательского центра «Байкал» находят способы использовать эти отходы и дать им «вторую жизнь» в производстве материалов, используемых в строительстве.

Анна Моль

Наука и технологииЭкологияИркутск

30556

22.12.2023

Нам пишут. Хорошо быть академиком-руководителем?

Только подутихли страсти в иркутском Академгородке (не сами собой, просим заметить; но об этом в другой раз), как – бац! – появился новый инфоповод. Спонсоры – Китай и академик Игорь Бычков. Бычков Игорь, Пресс-конференция в Иркутском научном центре, 19 мая 2015 года.

Анна Амгейзер

Наука и технологииСкандалыИркутск Россия

10467

30.11.2023

Масштабный эксперимент TAIGA: как в Тункинской долине ловят космические частицы?

Мы смотрим в небо столько, сколько живем на этой планете, и пытаемся понять: а что там? Астрофизик Николай Буднев В журнале Naked Science вышел выпуск про исследования иркутских ученых в Бурятии.

Есения Линней

Наука и технологииОбразованиеБурятия Иркутск Россия

9416

28.11.2023

Проверка фундамента в режиме реального времени: Иркутский политех разработал инклинометр для контроля землетрясений

В связи с участившимися землетрясениями в Иркутской области в ИРНИТУ был разработан высокоточный прибор для контроля подземных сдвигов и деформаций.

Анна Моль

Наука и технологииГеоИркутск

12102

07.11.2023

Бесполезность Росатома: ученые ИРНИТУ нашли новое применение отходам БЦБК

Ученые ИРНИТУ подтвердили, что отходы БЦБК могут быть использованы для технической рекультивации разрушенных земель. Недавно они обнаружили, что малина, выращенная на почве из отходов БЦБК, не содержит токсичных веществ. Ученые вуза начали изучать отходы БЦБК в 2019 году.

Анна Моль

Наука и технологииЭкологияИркутск

43629

20.10.2023

Бесполезность Росатома: роль ИРНИТУ в решении экологических проблем

Разработки Иркутского национального исследовательского технического университета по загрязнению в Свирске и на Байкальском ЦБК были включены в государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Иркутской области в 2022 году.

Анна Моль

Наука и технологииЭкологияИркутск

25517

04.08.2023

БЦБК: опасные отходы закрытого предприятия хотят превратить в скульптуры

Прошло уже целых десять лет с момента закрытия Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК), а проблема утилизации его отходов до сих пор остаётся актуальной. Шлам-лигнин, который остался после переработки древесной массы на БЦБК, имеет высокую вязкость, что позволяет создавать скульптуры.

Анна Моль

Наука и технологииЭкономика и бизнесЭкологияИркутск Байкал

21668

15.05.2023

Ученые Иркутского политеха попробуют найти применение микропластику

Ученые ИРНИТУ договорились о сотрудничестве с ассоциацией «Байкал без пластика», которая выступает за снижение использования одноразового пластика на Байкале и решение проблем загрязнения озера. Ассоциация займется поиском заказчиков, которые профинансируют затраты на исследования.

Анна Моль

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал

24112

04.05.2023

Кому не угодила байкальская нерпа?

Недавно Бабр писал, что в Правительстве РФ прошло заседание под руководством Виктории Абрамченко, на котором обсуждали, что на Байкале необходимо начать регулировать численности нерпы. Якобы она вредит байкальскому омулю.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал

24136

21.04.2023

Иркутские геологи попали в список лучших учёных мира

Международный научный портал Research.com составил список учёных со всей планеты, которые внесли наибольший вклад в развитие науки - Best Earth Science Scientists. В него вошли несколько тысяч исследователей из 24 направлений.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

5515

18.04.2023

В ИНЦ накаляются страсти: кто всамделишный фаворит на директорское кресло?

Иркутский научный центр давно перестал быть пристанищем исключительно учёных, а стал источником пересудов и спонсором подковерных игр. В конце апреля заканчивается срок трудового договора директора ИНЦ СО РАН Константина Апарцина.

Роман Русских

Наука и технологииСкандалыИркутск

7264

31.03.2023

Лица Сибири

Лагунова Ирина

Воронов Яков

Дубынин Степан

Евчик Сергей

Дронов Михаил

Усов Леонид

Новокрещенов Николай

Торопкин Максим

Потапов Владимир

Безденежных Владимир