Головна / Технології / Матеріал, створений з тютюнового листя, виявився таким же міцним, як дерево або пластик

Матеріал, створений з тютюнового листя, виявився таким же міцним, як дерево або пластик

Виробництво великої кількості виробів з пластику є серйозною проблемою. Він є продуктом нафтопереробки і вкрай погано розкладається в навколишньому середовищі, забруднюючи його. Звичайно, є маса проєктів (і деякі з них навіть вже запущені у виробництво) щодо створення біорозкладного пластику та його аналогів. Але що, якщо спробувати використати інші матеріали? Фахівці з Каліфорнійського технологічного університету пропонують як альтернативу листя тютюну. Причому міцність нового матеріалу знаходиться на дуже гідному рівні.

Як створити міцний матеріал з тютюну

В ході дослідження міцності різних матеріалів і пошуку аналогів пластику, команда вчених з Каліфорнійського технологічного університету вивчала способи перетворення звичайних рослин в біокомпозитні матеріали, які є стійкими і порівнянними за механічними характеристиками з обробленою деревиною і звичайними пластмасами. У підсумку вибір вчених упав на листя тютюну.

«Ми розробили новий метод створення натуральних біокомпозитних матеріалів на основі рослинних клітин тютюнового листя,» — говорить один з авторів роботи Елефтерія Румелі. «Жорсткість і міцність нових матеріалів перевершують такі ж показники звичайних пластмас начебто полістиролу і поліетилену. При цьому нові матеріали повністю біорозкладні».

Спосіб виготовлення матеріалу досить простий. Експерти взяли листя Nicotiana tabacum, досить популярної і невибагливої рослини, листя якої переробляються в тютюн. При цьому вченим потрібні були не стільки самі листя, скільки їх рослинні клітини. Тому як деякі клітинні лінії Nicotiana tabacum (такі, як, наприклад, лінія BY-2) можуть досить швидко ділитися. Кожна клітина має клітинну стінку, укріплену мікрофібрілами з білків і целюлози, які ефективно зв’язують клітини разом, утворюючи досить міцну структуру.

Після цього вчені зібрали клітини і в спеціальних умовах збезводнили їх під тиском. Тобто видалили зайву вологу. У результаті клітини втратили 98% від своєї початкової ваги шляхом випаровування води і деградації складних біомолекул. Потім команда нагріла зневоднений клітинний матеріал, що призвело до того, що залишені компоненти утворили кристалічні структури. Отриманий матеріал являє собою біокомпозит, що складається з суміші природно синтезованих біополімерів.

Команда вчених зміряла механічні властивості нового матеріалу і порівняла його з хвойними породами (сосною), листяними породами (тополя, дуб і волоський горіх) і комерційно виробленою фанерою. Також було проведено порівняння з синтетичними пластмасами: полістиролом, поліпропіленом і поліетиленом.

Материал, созданный из табачных листьев, оказался таким же прочным, как дерево или пластик
Порівняння міцності нового матеріалу з різними видами дерева та пластику

Результати показали, що механічна міцність нових біокомпозитних матеріалів порівнянна і навіть перевершує деякі види деревини і пластмаси за цим показником. Крім того, завдяки наявності лише рослинних компонентів у складі, новий матеріал розкладається без шкоди для навколишнього середовища.