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.

Новости Прибайкалья - теперь в Вайбере. Только эксклюзив! Подписывайтесь!

URL: http://babr24.com/irk/?IDE=211559

bytes: 8799 / 7941

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Миша Ковальски, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 1148 текстов этого автора.

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

Бананы могут исчезнуть с лица земли

Банан – одна из самых популярных сельскохозяйственных культур в мире. Она занимает четвертое место по популярности, уступая только рису, кукурузе и пшенице. А для тропических стран банан является важнейшим продуктом не только для питания, но и для международной торговли.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

1645

14.04.2021

Недетские страсти: морские звезды съедают членов своей семьи

Детеныши морских звезд не такие милые, какими кажутся на первый взгляд. Ради выживания крошечные каннибалы питаются своими братьями и сестрами. Пока ученые пытались выяснить, как морские звезды противостоят хищным крабам, они натолкнулись на неожиданное поведение животных.

Есения Линней

Наука и технологииБратья меньшиеМир

1767

08.04.2021

Капля солнца нас спасёт: американские учёные предложили делать лекарства из янтаря

Янтарь – это окаменевшая ископаемая смола. Это уникальный материал, который очень любят и ценят палеонтологи. Организмы, попавшие в янтарь, сохраняются в идеальнейшем состоянии. Благодаря янтарю до наших дней «долетело» множество образцов и даже целых организмов.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

1705

08.04.2021

Женские роботы по сравнению с мужскими оказались более человечными

Последние исследования показали, что к роботам в женском обличии люди относятся несколько иначе, чем к мужским аналогам. Женский искусственный интеллект (ИИ) по общим оценкам более эмоциональный и ласковый. Официальные данные представлены в журнале Psychology&Marketing.

Есения Линней

Наука и технологииМир

1788

07.04.2021

Час обеда и тонны мусора: сколько выбрасывается упаковок от фастфуда

Рестораны быстрого питания прославлены не только вредной для здоровья пищей. Колоссальный объем отходов от фастфуда выбрасывается ежесекундно. Оценить масштабность экологического загрязнения решились специалисты французской потребительской организации Que Choisir .

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

4932

06.04.2021

В здоровом теле – здоровый дух. Как улучшить память и продлить жизнь

Ученые посвятили немало лет, чтобы исследовать взаимосвязь между физической нагрузкой и активностью головного мозга. Правда ли, что тренировки влияют на память, и как ее улучшить?

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2298

05.04.2021

В Питере выпустили NFT-токены, которые оцифровывают картины робота-художника

Робот-художник сможет зарабатывать себе на краски и кисти. В петербургском университете ИТМО ученые выпустили NFT-токены на картины робота-художника по имени Gaka-Chu. NFT расшифровывается как Non-fungible token, то есть невзаимозаменяемый токен.

Анна Амгейзер

Наука и технологииКультураИнтернет и ИТМир Россия Иркутск

4954

31.03.2021

Главное о клещах: интервью с руководителем иркутского противоклещевого центра

Продолжаем тему клещевых инфекций. Напомним, что ранее мы уже подробно писали о профилактике клещевого энцефалита и о пике активности этих опасных членистоногих.

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеРоссия Иркутск Байкал

2526

30.03.2021

Американские учёные доказали, что молодёжь любит пожёстче

Шлепки, покусывания, царапины. Специалисты Индианского Университета в США уверяют, что современная молодёжь всё больше склоняется к более грубому сексу, нежели к романтическому. Результаты соответствующего исследования опубликованы в научном журнале Archives of Sexual Behavior .

Миша Ковальски

Наука и технологииЗдоровьеМир

2708

28.03.2021

Вибратор установили сейсмологи на льду Байкала

Совсем недавно жители Иркутской области и Бурятии бурно обсуждали серию землетрясений. Несмотря на усилия сейсмологов, спрогнозировать, когда именно землетрясения произойдут, невозможно.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия Иркутск Байкал

2523

26.03.2021

Байкальские рачки любят похолоднее. Или чем Байкалу грозит потепление

Иркутские молодые учёные вновь засветились на страницах ведущего международного научного журнала «Science Report». Они опубликовали результаты исследования о байкальских рачках и потеплении байкальской воды.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал

5221

25.03.2021

Байкальские губки не погибли. Или как поймать хайп на алармизме

«Учёные больше не находят в Байкале здоровых губок». С таким сенсационным заявлением выступил на пресс-конференции в середине марта 2021 года директор Лимнологического института Сибирского отделения РАН Андрей Федотов.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияИркутск Байкал

6373

22.03.2021

Лица Сибири

Шимко Дмитрий

Барлуков Михаил

Куглянт Александр

Сактоев Александр

Шапенков Алексей

Сек Владимир

Песчинская Ника

Бабкин Николай

Андреев Андрей

Головщиков Алексей