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 - в Вайбере. Только эксклюзив! Подписывайтесь!

Читайте нас в Одноклассниках!

Читайте нас в Телеграме!

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

bytes: 8799 / 7941

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Миша Ковальски, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 1309 текстов этого автора.

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

Человек потерял хвост из-за генетической мутации

На самом деле хвост отвалился не у человека, а ещё раньше – у предков в лице обезьян. Но ведь многие современные приматы ходят с хвостом до сих пор. В чём же дело? Ответ на этот вопрос постарался получить учёный Бо Ся вместе со своей научной командой из Нью-Йорка.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

1402

15.10.2021

Тихо покоилась 16 миллионов лет: учёные обнаружили в янтаре тихоходку

Мешок от старого пылесоса с шестью ногами. Именно так выглядит тихоходка, по-другому водяной медведь. На самом деле это микроскопические беспозвоночные, которые отличаются поразительной живучестью среди всех земных организмов. Впервые тихоходку обнаружил в 1773 году немецкий пастор Гёце.

Миша Ковальски

Наука и технологииИсторияМир

2135

07.10.2021

Годовалые дети в 13 раз больше проглатывают микропластика, чем взрослые

В последние годы микропластик вызывает всё больше вопросов и беспокойства. Уже известно, что этот материал пагубно влияет на живые организмы. Но сравнительно недавно учёные обнаружили, что он также есть и в человеческом организме.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияЗдоровьеМир

5338

05.10.2021

Со дна Байкала подняли сотню килограммов китайских сетей

С 14 по 18 сентября прошел заключительный этап полевых работ в рамках проекта «Байкал без сетей». Фото с фонда «Озеро Байкал» Экспедиция «Байкал без сетей» охватила прибрежную часть озера от Листвянки до Больших Котов.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияБайкал Иркутск Бурятия

7160

29.09.2021

Всё ради туристов: половые клетки омуля пересадят другой рыбе

Почти четыре года прошло с тех пор, как введены ограничения на вылов байкальского омуля. Напомним, что запрет действует с 1 октября 2017 года. После введения запрета легитимным считается лишь любительский подлёдный лов омуля на удочку.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

1740

28.09.2021

Блогнот. Осторожно! Научное рабство?

Поразительно, возмутительно и весьма прискорбно, но меня в последнее время сразу несколько должностных лиц упорно убеждают (и один даже при этом угрожал), что я со своими научными идеями и разработками являюсь не более, чем самым заурядным рабом!

Миша Ковальски

Наука и технологииРасследованияИркутск

8489

23.09.2021

Шнобелевская премия 2021: спаривание ради здоровья, упитанные политики и летающие носороги

Названы лауреаты ежегодной церемонии вручения Шнобелевской премии 2021. В этом, как и в прошлом, году церемония проходила в режиме онлайн. Шнобелевская премия является шуточной научной наградой. Она присуждается с 1991 года в стенах Гарвардского университета.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

3179

11.09.2021

Двое иркутских учёных получат государственные ордена за свою работу

Указ президента РФ «О награждении государственными наградами Российской Федерации» подписан 24 августа 2021 года. Это документ о награждении государственными наградами Российской Федерации за большой вклад в развитие науки и многолетнюю добросовестную работу.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

3027

02.09.2021

Летающие ВИЭ: электричество будут добывать дирижабли?

С новой углеродной политикой ЕС (и налогами на углеродный след, в частности), страны стремятся ускорить переход на ВИЭ (возобновляемые источники энергии). Логично, что никто не хочет платить дополнительные сборы. Да и проблему парниковых газов решать надо.

Виктория Британская

Наука и технологииЭкологияМир

13563

01.09.2021

Революция в морской энергетике: японцы изобрели электроковчег

Теперь японцы смогут дешево и экологично переправлять энергию по морю. Фото: PowerX Япония задумала увеличить процент возобновляемой электроэнергии до 38% к 2030 году. Новое судно экологично, не требует больших капиталовложений и поможет стране достичь заявленных 10 ГВт ветрогенерации.

Анна Амгейзер

Наука и технологииЭкологияТранспортМир

13554

27.08.2021

Акулы могут стать вымирающим видом из-за человека

Человечество несколько сотен и даже тысяч лет спасалось от хищников. Мы развились, боясь и ненавидя гигантских кошек, пещерных медведей и многометровых ящериц. Страх перед суперхищником, то есть кем-то, кто придёт из ночи и уволочёт нас в своих челюстях, жив и сейчас.

Миша Ковальски

Наука и технологииЭкологияМир

8972

16.08.2021

Быстрее, выше, сильнее: какао помогает улучшить занятия спортом

Физические упражнения даются легче тем, кто употребил какао или горький шоколад. Это установили британские учёные из Ливерпуля. Конечно, речь не идёт о допинге.

Миша Ковальски

Наука и технологииЗдоровьеМир

3514

07.08.2021

Лица Сибири

Чертилов Алексей

Артюхов Алексей

Ляхов Андрей

Тенигин Алексей

Гаврилюк Александр

Ракульцев Алексей

Бальжиров Баир

Девицкий Эдуард

Дячук Руслан

Ворончихина Варвара