Показать меню

Создан новый материал для 3D-печати на основе целлюлозы

Создан новый материал для 3D-печати на основе целлюлозы

Российские химики опередили мировых конкурентов в разработке углерод-нейтральных технологий 3D-печати, не загрязняющих окружающую среду и использующих дешевые природные материалы на основе целлюлозы. На базе новой технологии готовые изделия можно будет печатать фактически из воды и воздуха. Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ее результаты были представлены в журнале Angewandte Chemie, кратко о них рассказывается в пресс-релизе РНФ.

Трехмерная (3D) печать позволяет за короткое время создавать готовые изделия любой степени сложности из компьютерных цифровых моделей. Несмотря на общее отставание России в этой сфере, исследователи из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН сумели опередить зарубежных коллег в высокотехнологичной области 3D-печати. Авторы работы синтезировали уникальный материал PEF, позволяющий провести трехмерную печать предельно дешево и экологично. Его полное название – poly(ethylene-2,5-furandicarboxylate). Особенность этого материала в том, что его получают из природного вещества – целлюлозы, которая относится к категории наиболее перспективных возобновляемых ресурсов. В природе целлюлоза синтезируется из углекислого газа и воды, доступных в атмосфере практически в неограниченных количествах. Источником энергии для этой реакции служит солнечный свет.

«Рецепт» нового вещества очень прост: на первом этапе растительная биомасса (целлюлоза или фруктоза) трансформируется в 5-(гидроксиметил)фурфурол (5-HMF). Химикам известно много методик такого превращения. Далее 5-HMF окисляется в 2,5-фурандикарбоновую кислоту, которая после реакции с метанолом переводится в соответствующий сложный эфир. Эти реакции не требуют сложных и трудоемких условий: все три стадии с практической точки зрения не представляют никакой сложности и уже масштабированы до промышленного производства. Несмотря на свою простоту, трехмерная печать материалом PEF была выполнена впервые.

Валентин Анаников. Фото: пресс-служба РНФ

«Можно легко пройти полный цикл: из углекислого газа и воды фотосинтетическая система растений производит целлюлозу, из которой в несколько химических стадий синтезируется полимер, и затем проводится 3D-печать. Если рассмотреть этот полный цикл, объекты 3D-печати создаются из углекислого газа и воды, то есть из самых дешевых компонентов, доступных практически в неограниченных количествах», – рассказал руководитель работы Валентин Анаников.

Полученный полимер показал высокую химическую стабильность, стойкость, он не окисляется, устойчив к действию химических растворителей и не разлагается, находясь в условиях природной среды. Более того, его можно использовать многократно. Изделия из такого полимера будут достаточно долговечны, а аддитивные технологии, такие как 3D-печать, позволяют создавать объект практически любой сложности. Возможная сфера применения очень широка и включает в себя все области, где востребованы доступные и рециклизуемые материалы.

«Важно, что полученный материал можно неоднократно регенерировать и использовать повторно. В конце жизненного цикла 3D-печатное изделие можно перевести в углекислый газ и воду путем сжигания, а затем снова получить целлюлозу через фотосинтетическую систему растений. Замкнутый углерод-нейтральный цикл не загрязняет окружающую среду, он основан на дешевых природных ресурсах и может быть проведен неограниченное число раз», – заключил Валентин Анаников.

Автор: Иван Петров
По материалам: polit
Загрузка...
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Загрузка...
Лента новостей
Глава Союза писателей РФ рассказал о важности конкурса "Берега дружбы"18:19"Деньги не пахнут": украинский дипломат негодует из-за свободного въезда россиян в Черногорию17:19Главарь оккупированного Крыма Аксенов помогал Гиркину на Донбассе: перехвачены записи переговоров17:19Генералу СБУ Шайтанову продлили арест17:19Чиновник из Минветеранов требовал с бойца взятку за группу инвалидности16:38Легендарный Икер Касильяс завершил карьеру футболиста16:38В реанимациях Ивано-Франковска не осталось свободных мест для пациентов с коронавирусом15:57Правление ОПЗ подвергается давлению, что создает риски дестабилизации ситуации на заводе, — СМИ15:57СМИ назвали имя задержанного в Киеве участника "Самообороны Крыма" — им оказался фигурант базы "Миротворца"15:57ГФС подозревает «ТАСкомбанк» Тигипко в отмывании денег в особо крупных размерах. Обоснованность обвинений, и реакция руководства банка15:19Проводникам "Укрзализныци" разрешат использовать газовые баллончики15:19Лукашенко о задержанных россиянах: "Хватит врать, вы уже опозорились"14:38В России ответили Лукашенко на заявление об отказе от братских отношений14:38Троих моряков нашли на необитаемом острове в Тихом океане благодаря надписи SOS14:38Уволенные в пандемию мигранты решили навсегда остаться в России12:57Лукашенко: Россия поменяла братские отношения на партнерские12:57"Его руки у нас на ягодицах": Александра Друзя обвинили в домогательствах к несовершеннолетним12:57