100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разработана технология изготовления пластика из рыбных отходов

Химики сделали экологически чистый пластик из рыбных отходов

Ученые создали более чистый и экологически чистый пластик из рыбных отходов. Он заменит полиуретан на основе нефти.

Читайте «Хайтек» в

Полиуретаны, разновидность пластика, присутствуют почти везде — в обуви, одежде, холодильниках и строительных материалах. Но у этих универсальных материалов есть серьезный недостаток. Полученные из сырой нефти, токсичные для синтеза и медленно распадающиеся, обычные полиуретаны нельзя назвать экологически чистыми. Ученые создали биоразлагаемую альтернативу из рыбных отходов.

Исследователи представят свои результаты на весеннем собрании Американского химического общества (ACS).

В случае успешной разработки полиуретан на основе рыбьих отходов жира закроет потребность в более экологически чистых пластиках.

Традиционный способ производства полиуретанов вреден окружающей среде и для человека. Для этого требуется сырая нефть, невозобновляемый ресурс, и фосген — бесцветный и высокотоксичный газ. В результате синтеза образуются изоцианаты , сильнодействующие раздражители дыхательных путей, и конечный продукт почти не разлагается в окружающей среде. А если это и происходит, то высвобождаются канцерогенные соединения.

Ранее другие ученые разработали новые полиуретаны с использованием масел растительного происхождения для замены нефти. Однако и у них есть недостаток. Зачастую масла добывают из культур, для выращивания которых требуется земля — важный ресурс.

Рыбные отходы часто выбрасывают, но иногда из них извлекают жир. Химики разработали процесс его превращения в полиуретановый полимер. Они добавляют к маслу кислород с образованием эпоксидов . После их реакции с диоксидом углерода ученые связали полученные молекулы вместе с азотсодержащими аминами , образовав новый материал.

Авторы исследования отмечают, что новый, экологически чистый полиуретан не пахнет рыбой.

Читать далее

Фосген — химическое вещество с формулой CCl₂, при нормальных условиях — бесцветный чрезвычайно токсичный и удушливый газ с запахом прелого сена. Фосген является крупнотоннажным продуктом промышленного органического синтеза, мировой объем производства в 2015 г. составлял 8,526 млн. тонн.

Изоцианаты — органические соединения, содержащие функциональную группу −N=C=O.

Читайте так же:
Почему озоновые дыры не заполняют «вручную»?

Эпоксиды — насыщенные трёхчленные гетероциклы, содержащие в цикле один кислородный атом. Эпоксиды являются циклическими простыми эфирами, однако вследствие напряжённости трёхчленного цикла обладают высокой реакционной способностью в реакциях раскрытия цикла.

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, макромолекула которых содержит незамещённую и/или замещённую уретановую группу −N(R)−CO−, где R — Н, алкилы, арил или ацил.

Амины — органические соединения, являющиеся производными аммиака, в молекуле которого несколько атомов водорода замещены на углеводородные радикалы. По числу замещённых атомов водорода различают соответственно первичные, вторичные и третичные амины. Выделяют также четвертичные аммониевые соединения вида R₄N⁺X⁻.

Биоразлагаемый пластик из рыбьей чешуи. За что присудили премию Джеймса Дайсона

Люси Хьюз

24-летняя британка Люси Хьюз получила межународную премию в области промышленного дизайна Джеймса Дайсона (James Dyson Award) за изобретение биоразлагаемого пластика. Кто ещё впечатлил жюри своими находками в 2019 году?

Молодая изобретательница придумала способ делать биоразлагаемый пластик из отходов рыбообрабатывающей индустрии. Придуманный ею материал называется MarinaTex.

На конкурсе Хьюз обошла 1077 участников со всего мира и получила в качестве награды 30 тыс. фунтов (около 2,5 млн рублей).

"Для меня устойчивое развитие всегда было главным", — сказала девушка в интервью Би-би-си.

Одежда, которая не станет мала: инновация британского инженера

Мама изобретательницы говорит, что у нее всегда был "трехмёрно развитый мозг", и после школы она первым делом погружалась в домашние задания, игнорируя всё остальное.

Она изучала инженерный дизайн в Университете Сассекса, и получивший премию материал стал её дипломным проектом. Университет девушки получил 5 тыс. фунтов.

Автор фото, Dyson Imagery

В биопластике Люси Хьюз — рыбья чешуя и красные водоросли

Хьюз говорит, что для неё фактор окружающей среды — ключевой во всём, что она разрабатывает. "Обычно материалы проектируют довольно линейно. С ним что-то делают, а затем отказываются", — говорит молодая изобретательница.

Сам сэр Джеймс Дайсон, английский изобретатель и основатель компании Dyson, сказал, что изобретение девушки остроумно решает проблемы одноразовых пластиковых и рыбных отходов.

Читайте так же:
Зачем и почему петухи кукарекают? Причины, фото и видео

"Я в шоке от того, что выиграла, особенно в состязании с такими сильными участниками, которые инновационно подходят к решению насущных проблем", — заметила Люси Хьюз.

В отличие от большинства других видов биопластика, изобретённый Хьюз MarinaTex разлагается при обычных температурах.

Это означает, что люди могут утилизировать его в компосте у дома.

Согласно отчёту ООН, 27% отходов от пойманной людьми рыбы вообще никак не используется.

MarinaTex берёт эти отходы и совмещает их, среди прочего, с красными водорослями, чтобы сделать альтернативу неразлагаемому пластику.

Автор фото, Dyson Imagery

Некоторые булочные уже стали использовать упаковки из MarinaTex

Люси надеется, что материал можно использовать для создания небольших пакетов для выпечки, а также упаковок для сэндвичей и небольших сумок.

После работы над созданием материала в течение года и получения награды Хьюз считает, что она по-прежнему находится только в начале пути.

"Следующим этапом является разработка, чтобы увидеть, как я смогу ее массово производить", — добавляет девушка.

От пылесосов до турбин

Международная премия Джеймса Дайсона вручается с 2004 года.

В правилах конкурса говорится, что участники должны создать что-то, что помогает справиться с одной из глобальных проблем.

Фонд Джеймса Дайсона сообщает, что в 2019 году было зарегистрировано наибольшее число женщин среди участников из 27 стран.

Сэр Джеймс Дайсон создал премию, чтобы поддерживать молодых инноваторов

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

Конец истории Подкаст

В 2019 году с Люси Хьюз соревновалась Анна Бернбаум из Имперского колледжа Лондона, получившая вторую премию.

Эта женщина разработала монитор состояния дыхательный системы астматиков под названием Afflo, похожий на огромную присоску. Сама Анна также страдает от астмы.

Другим получателем второй премии стал выпускник Мельбурнского королевского технологического университета в Австралии Райан Тилли: он разработал внедорожные шины Gecko Traxx для колёс кресел людей с инвалидностью.

За всё время существования премии первый приз шесть раз получали участники из Британии и по два раза — изобретатели из Австралии, Канады и США.

Читайте так же:
Что такое черная дыра и почему она притягивает? Описание, фото и видео

В прошлом году первая премия досталась группе исследователей из английского Университета Ланкастера за разработку портативной турбины O-Wind для генерации электричества из ветра, дующего в любом направлении.

За 15 лет существования премии у неё возник и российский национальный отбор. В 2013 году на нем победила Анастасия Гаврилова, получившая награду за создание технологии зимней обуви HOT-STEP, преобразующей энергию, выделяемую при ходьбе, в подогрев.

Ученые разработали пластик из рыбных отходов

Полиуретан, один из видов пластика, который присутствует в обуви, одежде, холодильниках и строительных материалах, имеет серьезный недостаток.

Полученные из сырой нефти, токсичные для синтеза и медленно распадающиеся, обычные полиуретаны не экологичны. Сегодня исследователи обсуждают разработку более безопасной, биоразлагаемой альтернативы, полученной из рыбных отходов — голов, костей, кожи и кишок, которые, скорее всего, были бы выброшены.

Ученые разработали пластик из рыбных отходов Экология, Ученые, Мусор, Переработка мусора, Пластик, Длиннопост

Исследователи представили результаты на собрании Американского химического общества.

«В случае успешной разработки полиуретан на основе рыбьего жира может удовлетворить огромную потребность в более экологически чистых пластиках», — говорит Франческа Кертон, главный исследователь проекта. «Важно, чтобы мы начали разработку легко разлагаемых пластмасс, будь то химическая деградация, превращающая материал в углекислый газ и воду, или переработка и перепрофилирование».

Чтобы создать новый материал, команда Кертона начала с жира, полученного из атлантического лосося. «Мне интересно, как мы можем сделать что-то полезное, что-то, что могло бы даже изменить способ производства пластмасс из отходов», — говорит Михейли Уиллер, аспирант. И Кертон и Уиллер учатся в университете Ньюфаундленда.

Традиционный способ производства полиуретанов представляет ряд проблем, связанных с окружающей средой и безопасностью. Для этого требуется сырая нефть, невозобновляемый ресурс, и фосген, бесцветный и высокотоксичный газ. В результате синтеза образуются изоцианаты, сильнодействующие раздражители дыхательных путей и конечный продукт с трудом разрушается в окружающей среде.

Ограниченное биоразложение, которое действительно происходит, может высвобождать канцерогенные соединения. Между тем растет спрос на более экологичные альтернативы. Ученые уже разработали новые полиуретаны с использованием масел растительного происхождения для замены нефти. Однако и у них есть недостаток: для выращивания масел, часто для соевых бобов, требуется земля, на которой в противном случае можно было бы выращивать пищу.

Читайте так же:
Существует ли предел у высоты деревьев?

Остатки рыбы показались Кертону многообещающей альтернативой. Разведение лосося — одна из основных отраслей прибрежного Ньюфаундленда, где расположен ее университет. После обработки рыбы остатки рыбы часто выбрасывают, реже из них извлекают жир. Кертон и ее коллеги разработали процесс превращения рыбьего жира в полиуретановый полимер.

Они добавляют кислород к маслу контролируемым образом с образованием эпоксидов. После реакции с диоксидом углерода они связывают полученные молекулы вместе с азотсодержащими аминами и получается совершенно новый материал.

Не пахнет ли этот пластик рыбой? «Когда мы начинаем процесс с рыбьим жиром, появляется слабый запах рыбы, но по мере прохождения этапов этот запах исчезает», — говорит Кертон.

Кертон и Уиллер планируют продолжить тестирование материала и изучить, насколько его состав податлив для микробов, которые могут ускорить разрушение. Они также намерены изучить физические свойства продукта, чтобы понять, как он может быть использован для упаковки или волокон для создания одежды.

Ученые производят биоразлагаемый пластик из рыбных отходов

Канадские ученые разработали биоразлагаемый материал из рыбных отходов. Считается твердой и более экологически чистой альтернативой полиуретанам, полученным из сырой нефти, он имеет широкий спектр применения.

В рамках работы, представленной на последнем заседании Американского общества химиков, Франческа Кертон и ее коллеги из Мемориального университета Ньюфаундленда разработали биопластик на основе рыбьего жира. Он не только решает проблему, создаваемую существующими полиуретанами, которые имеют высокий углеродный след и очень сильно и медленно разлагаются, но также восстанавливают отходы заводов по производству пищевых продуктов.

В то время как в предыдущей работе уже изучалась возможность производства пластмасс из таких органических отходов, это новое исследование идет еще дальше, определяя, как материал может быть легко разрушен в конце его «полезного» жизненного цикла.

Читайте так же:
Самые распространенные языки в мире: список, количество носителей, фото и видео

Для производства этого нового материала исследователи использовали масло, извлеченное из частей лосося (головы, костей, кожи и внутренних органов), выброшенных после того, как его мясо было удалено и переработано для потребления человеком. Чтобы превратить полученное вещество в полиуретаноподобный полимер, команда сначала добавила кислород для образования эпоксидных смол (молекул, похожих на эпоксидную смолу), а затем диоксид углерода, что позволило молекулам объединиться с аминами (химическими соединениями, содержащими азот).

«Важно, чтобы мы начали разработку пластмасс с планом на конец их срока службы, будь то химическая деградация, превращающая материал в углекислый газ и воду, или переработка и повторное использование», — пояснил Кертон. «Когда мы начали процесс конверсии, был легкий рыбный запах, но по мере того, как мы начали, он исчез.»

В течение нескольких месяцев исследователи разработали свой подход, чтобы упростить и ускорить разложение материала. Различные проведенные эксперименты показали, что при необходимости он может легко разлагаться. В одном из них кусочки пластика замачивали в воде или водном растворе, содержащем липазу — фермент, расщепляющий жиры в масле. Проведенный микроскопический анализ выявил значительный рост микробов на всех образцах.

Команда планирует более внимательно изучить различные возможные области применения этого материала, от упаковки до текстильных волокон.

Полиуретаны, также содержащиеся в обуви, одежде, приборах или строительных материалах, традиционно производятся из сырой нефти и фосгена, токсичного газа. В результате этого процесса образуются изоцианаты, которые очень раздражают глаза, желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. Трудно разлагающийся в окружающей среде конечный продукт также может выделять канцерогенные соединения.

В то время как предыдущие исследования позволили производить полиуретаны из растительных масел для замены нефти, исследователи указали, что эти продукты не лишены недостатков, поскольку сельскохозяйственные культуры (обычно соевые бобы) требовали значительных ресурсов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию