Материал, созданный из табачных листьев, оказался таким же прочным, как дерево или пластик

Производство большого количества изделий из пластика является серьезной проблемой. Он является продуктом нефтепереработки и крайне плохо разлагается в окружающей среде, загрязняя ее. Конечно, есть масса проектов (и некоторые из них даже уже запущены в производство) по созданию биоразлагаемого пластика и его аналогов. Кстати говоря, о подобных разработках мы часто пишем в нашем канале в Телеграм. Но что, если попытаться использовать совершенно другие материалы? Специалисты из Калифорнийского технологического университета предлагают в качестве альтернативы листья табака. Причем прочность новго материала находится на весьма достойном уровне.
 

В ходе исследования прочности различных материалов и поиска аналогов пластика, команда ученых из Калифорнийского технологического университета изучала способы превращения обычных растений в биокомпозитные материалы, которые являются устойчивыми и сопоставимыми по механическим характеристикам с обработанной древесиной и обычными пластмассами. В итоге выбор ученых пал на листья табака.

Способ изготовления материала достаточно прост. Эксперты взяли листья Nicotiana tabacum, довольно популярного и неприхотливого растения, листья которого перерабатываются в табак. При этом ученым нужны бли не столько сами листья, сколько их растительные клетки. Потому как некоторые клеточные линии Nicotiana tabacum (такие, как, например, линия BY-2) могут довольно быстро делиться. Каждая клетка имеет клеточную стенку, укрепленную микрофибриллами из белков и целлюлозы, которые эффективно связывают клетки вместе, образуя довольно прочную структуру.

После этого ученые собрали клетки и в специальных условиях обезвожили их под давлением. То есть удалили лишнюю влагу. В результате клетки потеряли 98% от своего изначального веса из-за испарения воды и деградации сложных биомолекул. Затем команда нагрела обезвоженный клеточный материал, что привело к тому, что оставшиеся компоненты образовали кристаллические структуры. Полученный материал представляет собой биокомпозит, состоящий из смеси естественно синтезированных биополимеров.

Команда ученых измерила механические свойства нового материала и сравнила его с хвойными породами (сосной), лиственными породами (тополь, дуб и грецкий орех) и коммерчески произведенной фанерой. Также было произведено сравнение с синтетическими пластмассами: полистиролом, полипропиленом и полиэтиленом.

Сравнение прочности нового материала с разными видами дерева и пластика

Результаты показали, что механическая прочность новых биокомпозитных материалов сравнима и даже превосходит некоторые виды древисины и пластмассы по этому показателю. Кроме того, благодаря наличию только лишь растительных компонентов в составе, новый материал разлагается без вреда для окружающей среды.