Наконец-то замена пластику?

Передовые материалы

Редакция сайта «Технологические инновации» — 14 июля 2025 г.

Образец целлюлозного биопластика, синтезированного бактериями. [Изображение: Университет Хьюстона]

Целлюлозный пластик, произведенный бактериями

Несмотря на свою огромную полезность и практичность, репутация пластика не очень хорошая, поскольку очевидно, что пластиковые отходы заполоняют мир, вызывая проблемы для окружающей среды и здоровья, масштабы которых еще не полностью оценены.

Все научное сообщество ищет замену, но, похоже, на первом месте оказался Абид Саади, в настоящее время работающий в Хьюстонском университете в США.

Саади разработал способ преобразования бактериальной целлюлозы — биоразлагаемого материала — в многофункциональный материал, способный заменить пластик: от упаковочных материалов до бинтов и даже бутылок для воды.

Бактериальная целлюлоза стала перспективным биоматериалом, поскольку она широко распространена в природе, биоразлагаема и биосовместима, что исключает какие-либо опасения по поводу вредного воздействия продуктов на основе нефти.

«Мы предполагаем, что эти прочные, многофункциональные и экологически чистые листы бактериальной целлюлозы получат повсеместное распространение, заменив пластик в различных секторах и помогая смягчить ущерб окружающей среде», — сказал профессор Максуд Рахман, который координирует разработку этого нового биопластика.

Разработано роторное культивирующее устройство для производства бактериальной целлюлозы. [Изображение: MASR Saadi et al. - 10.1038/s41467-025-60242-1]

Направляя бактерии

Суть этой технологии заключается в управлении бактериями, которые, будучи предоставлены сами себе, движутся хаотично. Это позволяет им производить целлюлозу организованным и предсказуемым образом.

Чтобы упростить процесс, команда использовала простой метод центрифугирования, создав вращающееся культивирующее устройство, в котором целлюлозопродуцирующие бактерии выращиваются в кислородопроницаемом цилиндрическом инкубаторе, непрерывно центрифугируясь через центральный вал. Это создает направленный поток жидкости в биореакторе, что приводит к равномерному направленному движению бактерий.

Чтобы укрепить целлюлозу и придать ей больше функциональности, команда включила в жидкость, которой питаются бактерии, нанолисты нитрида бора.

Результатом являются гибридные нанолисты бактериальной целлюлозы и нитрида бора с еще лучшими механическими свойствами (прочность на разрыв до 553 МПа) и оптимизированными термическими свойствами (в три раза более высокая скорость рассеивания тепла).

«Мы представляем простую, одноэтапную и масштабируемую стратегию биосинтеза прочных листов бактериальной целлюлозы с выровненными нанофибриллами и многофункциональных гибридных нанолистов на основе бактериальной целлюлозы с использованием сдвигающих сил, возникающих в потоке жидкости в ротационном культиваторе. Полученные листы бактериальной целлюлозы обладают высокой прочностью на разрыв, гибкостью, способностью к сгибанию, оптической прозрачностью и долговременной механической стабильностью», — подытожил Рахман.

Другие новости о:

Больше тем