Ученые научились получать устойчивые к разрыву пленки из ксилана древесины
березы. В этом им помогло добавление лигнина в раствор для приготовления пленок.
Лигнин препятствует кристаллизации ксилана и не дает пленкам разрушаться.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cellulose.
Ксилан — это полисахарид, который содержится в клеточных стенках растений. Он
считается биоразлагаемым полимером и не оказывает негативного влияния на
окружающую среду. Из-за большого количества этого полисахарида в растениях и
относительно легкого извлечения, а также хорошей растворимости в воде ксиланы могут
заменить полимеры на нефтяной основе.
Наиболее многообещающее применение ксиланов — в качестве пленок и
покрывающих агентов. Ксиланы могут использоваться для создания пленок различной
толщины и структуры для применения в пищевом, фармацевтическом и
биотехнологическом производстве, в частности, для упаковки продуктов и лекарственных
препаратов, а также для контролируемого высвобождения пестицидов и удобрений.
Ученые из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами
из Южно-Китайского технологического университета (Гуанчжоу, Китай) выделили
ксилан из древесины березы и нашли причину плохой формируемости и растрескивания
пленок из твердой древесины при кристаллизации этого вещества. Исследователи также
решили эту проблему, добавив в раствор лигнин, что позволило получать из ксилана
цельные неразрывные пленки.
Ученые изучили влияние химической структуры на кристаллизационную и
пленкообразующую способности ксиланов древесины березы. Они выяснили, что
чрезмерная кристаллизация и агрегация молекул ксилана препятствует образованию
цельных пленок и приводит к их разрыву. При этом специалисты определи, что лигнин —
вещество, которое тоже содержится в растениях, может выступать в качестве примеси для
предотвращения агрегации и улучшает способность ксиланов формировать пленку. Так
содержание лигнина более 9% уменьшает чрезмерную агрегацию молекул и приводит к
низкой кристаллизации.
«Образование пленки подавляется кристаллизацией ксилана. Уменьшить
кристаллизацию помогает добавка в раствор лигнина. Полученные пленки имели большую
прочность на разрыв и растяжение. Лигнин может выступать в качестве примеси для
предотвращения агрегации ксилана, а высокое содержание лигнина способствует
образованию устойчивой пленки. Однако его добавление может сказываться на
механических характеристиках вещества, что также стоит учитывать», —
прокомментировал соавтор исследования кандидат химических наук старший научный
сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН, доцент СФУ Александр
Казаченко.
Нет комментариев