• 30.01.2025

Молодые ученые ТулГУ разрабатывают экологически чистые полимеры

Обзорное исследование, опубликованное ученым Тульского государственного университета, описывает новейшие достижения в разработке возобновляемых полимеров нового поколения. Полученные автором результаты придают новый импульс экспериментальным работам по созданию полибензоксазинов — инновационных материалов, которые могут изменить подход к использованию полимеров.

Полимеры бывают как природного (белки, целлюлоза), так и синтетического происхождения (пластик, резина). С ростом потребления все острее встают вопросы утилизацией пластиковых отходов и рационального использования невозобновляемых ресурсов, таких как нефть и природный газ, которые нужны для производства традиционных полимеров. 

Молодые ученые ТулГУ активно исследуют возможность использования растительной биомассы в качестве источника для производства экологически чистых полимеров. Растения, улавливающие углекислый газ и преобразующие его в органические соединения, могут стать основой для создания новых материалов. Эти исследования особенно актуальны для регионов с высокой долей лесистых земель и аграрной активностью, таких как Тульская область. Целлюлозосодержащие отходы сельского хозяйства можно не только сжигать или захоранивать, но и использовать для получения ценных соединений и биотоплива.

Одним из перспективных направлений является использование соединений фуранового ряда, таких как фурфуриламин. Это вещество привлекает внимание ученых как возможный субстрат для создания полибензоксазинов — нового класса полимеров, обладающих уникальными свойствами, включая низкую термическую усадку, высокую термическую стабильность и устойчивость к воспламенению. 

«Несмотря на значительный прогресс в разработке возобновляемых полимеров нового поколения с регулируемыми свойствами и разнообразием возможных областей применения, эта область сталкивается со значительными трудностями, поскольку сразу несколько факторов препятствуют внедрению этих разработок в повседневную жизнь и практику. Наиболее значимым фактором, конечно же, является стоимость сырья: возобновляемые фенолы вряд ли в ближайшем будущем сравняются по стоимости с привычными альтернативами, получаемыми из нефти, а цена анилина — крупнотоннажного продукта нефтехимической переработки — на порядки ниже, чем у фурфуриламина. <…> Разработка новых возобновляемых полимеров позволяет нам постепенно закладывать основы будущих подходов в материаловедении, где растительная биомасса станет естественной и неизбежной альтернативой невозобновляемому сырью для производства различных классов полимеров», — рассказал автор исследования заведующий лабораторией химической конверсии возобновляемой биомассы и органического синтеза ТулГУ, кандидат химических наук Богдан Карлинский. 

По мнению ученого, использование целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства может привести к созданию ценных соединений и биотоплива, открывая новые горизонты для устойчивого развития. 

Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России по программам создания новых молодежных лабораторий и «Приоритет – 2030» и в рамках развития научно-образовательного центра мирового уровня «ТулаТЕХ». 

По материалам сайта Минобрнауки России