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!

Читайте нас в Телеграме!

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 1176 текстов этого автора.

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

Молодой предок: тело мальчика пролежало в африканской земле тысячи лет

Новая археологическая находка взбудоражила весь мир. Человеческие останки удивили местом захоронения и своим возрастом. Большая команда учёных провела не менее большое исследование. Они решили провести археологические работы на стоянке в африканской пещере Панга-я-Саида, что находится в Кении.

Миша Ковальски

Наука и технологииИсторияМир

2320

13.05.2021

Искусственный интеллект для зелёных технологий развивают в ИрНИТУ

Иркутские учёные внедряются в работу ведущих технологий. Искусственный интеллект, биотехнологии, энергосберегающие технологии, углеродный след и зелёные технологии. В таких направлениях университет теперь нацелен работать.

Миша Ковальски

Наука и технологииОбразованиеМолодежьИркутск

2732

12.05.2021

Коты любят любые коробки, даже выдуманные

«Я купил своему коту трёхэтажный дом, а он предпочёл коробку из-под обуви». Любовь домашних кошачьих к замкнутым пространствам известна, наверное, каждому. Коробки, корзины, полки, большие вазы, да вообще любое замкнутое небольшое пространство кошки видят идеальным местом для времяпрепровождения.

Миша Ковальски

Наука и технологииБратья меньшиеМир

2877

09.05.2021

Ольхон в коротком метре. Иркутские молодые учёные сняли фильм об острове

Самый большой, самый необычный, самый загадочный. Всё это он – остров Ольхон. Его по праву можно назвать сердцем Байкала. Местные жители, уже не раз бывавшие на острове, уверены, что знают этот клочок земли наизусть. Но так ли это на самом деле?

Миша Ковальски

Наука и технологииМолодежьИркутск Байкал

5010

07.05.2021

Прорывные исследования иркутских учёных: жизнь стволовых клеток в пробирке

Совместная разработка Иркутского научного центра хирургии и травматологии и Иркутского института химии нашла место среди патентов. О ней подробно рассказал портал «Новости сибирской науки». Речь идёт о стволовых клетках и их изменениях.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

1697

04.05.2021

Впервые обнаружена мумия беременной женщины

В 1826 году древнеегипетская мумия, найденная в Фивах в Верхнем Египте, была подарена Варшавскому университету. Почти через сто лет – в 1917-м году – её определили в Национальный музей Варшавы. С тех пор объект хранился там. На саркофаге было увековечено мужское имя Хор-Джекухи.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2292

02.05.2021

В Улан-Удэ начнут измерять уровень Селенги

В Улан-Удэ теперь будет работать станция для мониторинга уровня воды в Селенге. Установка в автономном режиме поможет предотвратить возможные ЧС, например, паводки. Станцию по отслеживанию уровня воды разработали сотрудники Иркутского лимнологического института.

Есения Линней

Наука и технологииРоссия Бурятия Иркутск

1951

30.04.2021

Вклад иркутских учёных в ликвидацию последствий Чернобыльской аварии

26 апреля 2021 года исполнилось 35 лет со дня самой трагической аварии в истории человечества – аварии на Чернобыльской АЭС. Для иркутского Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН это вдвойне памятная дата.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

1835

29.04.2021

На Братскую ГЭС компании En+ Group доставили новое рабочее колесо

Компания En+ Group, ведущий вертикально интегрированный производитель алюминия и возобновляемой электроэнергии, сообщает о прибытии первого из шести рабочих колёс на Братскую ГЭС. Рабочее колесо гидротурбины изготовлено на заводе «Тяжмаш» (г. Сызрань) и доставлено в Братск.

Максим Бакулев

Наука и технологииИркутск

1893

29.04.2021

Немного запутались: изучали одно, а стрессует фитопланктон

«Учёные Лимнологического института СО РАН выявили стресс у байкальского фитопланктона в посёлке Листвянка» статьи с таким заголовком мелькали в иркутских СМИ в понедельник – 19 апреля 2021 года.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияБайкал Иркутск

5056

20.04.2021

Это свершилось: человеческие клетки вырастили в эмбрионе обезьяны

Первая человеческая химера появилась на нашей планете. Что это значит и для чего её сделали? Химер – это существо/тело/организм/живой объект с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

3230

18.04.2021

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

8382

14.04.2021

Лица Сибири

Аюшеев Виктор

Коженков Сергей

Баттулга Халтмаагийн

Климов Константин

Алдаров Кузьма

Бредний Вадим

Дудин Максим

Ощепков Александр

Козьмин Алексей

Миль Михаил