Полимеры для устойчивого будущего

21 января 2025

Ученые ТулГУ 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 и использоваться для получения ценных соединений и биотоплива.

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

Заведующий лабораторией химической конверсии возобновляемой биомассы и органического синтеза, кандидат химических наук Богдан Карлинский подчеркивает: «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. Несмотря на то, что текущие разработки в области получения возобновляемых полибензоксазинов носят скорее фундаментальный характер, невозможно не отметить высокую важность этих исследований в настоящее время, ведь истощение природных ресурсов, изменение климата и связанные с ним экологические катастрофы все больше влияют на жизнь людей во всем мире. 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».

Продолжающиеся исследования показывают, что использование целлюлозосодержащих отходов сельского хозяйства может привести к созданию ценных соединений и биотоплива, открывая новые горизонты для устойчивого развития.

Исследование было выполнено в рамках государственного задания, выделенного на создание в ТулГУ новых молодежных лабораторий при реализации федеральных проектов «Наука и университеты», «Приоритет-2030» и развития научно-образовательного центра мирового уровня «ТулаТЕХ».