Зелена дорога до нейлону. Вчені представили екологічну альтернативу виробництву матеріалу
На тлі катастрофічних змін клімату нейлон отримав екологічно-чисте переосмислення під час новаторського дослідження.
Вчені з Лейпцизького університету в Німеччині провели дослідження, метою якого було зробити процес виробництва нейлону, широко використовуваного матеріалу, більш екологічним. Для досягнення цієї мети вони застосували інноваційні методи, включно з електрохімічним процесом і особливим видом бактерій, пише New Atlas.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!
Нейлон, поширений пластиковий матеріал, що використовується в різних сферах нашого життя, існує з 1930-х років. Однак процес його виробництва залишає значний слід у довкіллі, який науковці сподіваються зменшити.
Нейлон неймовірно універсальний — легкий, але міцний, він прекрасно підходить для найрізноманітніших цілей, від деталей двигуна до одягу. Однак його виробництво починається з не зовсім безпечного для навколишнього середовища процесу з використанням відходу нафтопереробних заводів — фенолу. Фенол нагрівають і подають під тиском водневий газ для отримання циклогексанолу, а потім адипінової кислоти — важливої складової структури нейлону. Цей процес є енергоємним і виділяє приблизно 10% світового обсягу закису азоту — парникового газу, який значно сильніший за вуглекислий газ.
Оскільки автомобільна промисловість стимулює світове виробництво нейлону, внаслідок чого прогнозується його зростання на 6,4% у річному обчисленні, існує нагальна потреба переглянути процес виробництва матеріалу. Тому дослідники шукали способи зробити виробництво нейлону більш екологічним.
У своєму дослідженні, команда почала з пошуку альтернативного способу отримання адипінової кислоти з фенолу. Замість високого тиску і тепла вони використовували електричний струм для перетворення фенолу в циклогексанол — процес, відомий як електрохімічний синтез. Ця стратегія вимагає тільки тиску і температури навколишнього середовища і використовує електричну енергію замість газоподібного водню.
Далі дослідники застосували методику з попереднього дослідження. Для перетворення циклогексанолу в адипінову кислоту було введено вид бактерій Pseudomonas taiwanensis.
Наступним кроком стала спроба замінити фенол лігніном, побічним продуктом деревообробної промисловості, який був досліджений для різних екологічних застосувань. Використовуючи той самий електрохімічний процес, вони успішно переробили лігнін до адипінової кислоти. Однак поточний вихід в обсязі 57% за 22 години потребуватиме значних поліпшень, перш ніж він зможе замінити фенол.
Проте, це дослідження поклало початок розробці сприятливої для навколишнього середовища альтернативи виробництву нейлону. Використовуючи біологічні відходи та електрохімічний синтез, можна зробити його значно екологічнішим. Як сказав співавтор дослідження Фальк Харніш, "наша мета — зробити абсолютно весь ланцюжок виробництва нейлону екологічно чистим". Якщо їхню роботу буде продовжено, то незабаром ми зможемо побачити майбутнє, в якому наші нейлонові вітровки та автомобільні ремені безпеки обходитимуться дешевше для довкілля і нашого майбутнього.
Раніше Фокус писав про створення пластику, виготовленого не з сирої нафти. Передбачається, що він зможе замінити матеріал, з якого виробляють більшу частину одноразового посуду й упаковок для їжі на винос.
Також Фокус писав про пропозицію переробки зрізаного волосся на сонцезахисний крем і перев'язувальні матеріали. Величезну кількість людського волосся щодня зрізають і просто викидають у салонах по всьому світу.