Новый пластик на растительной основе сохраняет свою прочность, но исключает использование вредных химических веществ в процессе производства.
В университете FAMU-FSU был впервые создан новый вид полиуретана путем смешивания лигнина с углекислым газом. Этот универсальный полимер успешно применяется в различных областях — от изоляции до покрытий благодаря своей способности регулировать тепло, оставаться гибким при обработке и сохранять прочность после изготовления. “Мы создали высококачественный полимер с меньшим количеством этапов производства, низким потреблением энергии и без токсичных ингредиентов,” – отмечает доцент Хо Йонг Чанг. “Это более экологично, безопасно для человека и легче в производстве.”
Традиционное производство полиуретана основывается на изоцианатах — высоко реактивных химикалиях, представляющих опасность для окружающей среды и здоровья людей. Метод Чанга позволяет избежать использования этих опасных соединений: команда ученых использовала лигнин как натуральный полимер, который зачастую выбрасывается при переработке целлюлозы. В результате был получен биоразлагаемый материал из возобновляемых источников.
Эта инновация сохраняет все преимущества полиуретана — его прочность, термостойкость и гибкость — но устраняет негативные последствия для экологии и здоровья человека. Также она включает захваченный углекислый газ, превращая парниковый газ в полезное сырье. Новый полимер является таким же устойчивым к воздействию растворителей, как традиционные версии полиуретана, что облегчает процесс обработки при производстве.
Легкость переработки делает материал Чанга значительным преимуществом по сравнению с другими альтернативами на основе биомассы для производства пластмасс из нефтепродуктов. “Масштабное производство очень важно для нас,” – говорит Чанг. “Мы — группа исследователей в области полимеров и всегда стремимся масштабировать, коммерциализировать и индустриализировать наши технологии.”
Чанг долгие годы изучал потенциал лигнина в сфере устойчивых пластиков. В 2024 году его команда показала возможность использования этого материала для создания поликарбоната — полимера с известными характеристиками прочности и оптической чистоты. Его интерес к лигнину возник еще во времена обучения в аспирантуре, когда он исследовал возможность применения лигнина в качестве связующего вещества. Тогда мало кто занимался изучением данного материала, однако со временем Чанг увидел его потенциал для революционных изменений в медицинском оборудовании, энергетике и устойчивом производстве.
“Полиуретан — очень важный материал,” – подчеркивает Чанг. “Производя его с новым и нетоксичным методом, мы помогаем миру.”
Чанг благодарит ресурсы Флоридского государственного университета за возможность реализации данного проекта. Благодаря передовым лабораториям нового Междисциплинарного научно-исследовательского здания, внутреннему финансированию и сети сотрудничающих ученых, ФГУ обеспечило необходимую поддержку для успешной реализации этого исследования. “ФГУ предоставил мне пространство, инструменты и людей,” – добавляет он.
