Огнезащитный состав можно сделать из выброшенной шелухи какао
На какао-фермах по всему миру какао-бобы извлекают из стручков, а твердую оболочку выбрасывают, в результате чего 20 миллионов тонн растительных отходов подвергаются биоразложению и потенциально наносят вред будущим урожаям. Эта шелуха является источником лигнина — вещества, придающего растениям жесткость. Его чрезвычайно много, но он часто тратится впустую.
Новое исследование, опубликованное в журнале ACS Sustainable Chemistry and Engineering, показало, что лигнин, полученный из остатков шелухи какао-бобов, может найти новое применение в качестве ингредиента в антипирене .
«Лигнин довольно особенный, так как он хорошо растворяется в органических растворителях», — сказал в электронном письме соавтор исследования доктор Николас Вествуд, профессор химии и химической биологии в Университете Сент-Эндрюс в Шотландии. Это означает, что с лигнином можно относительно легко химически манипулировать для создания ряда полезных веществ.
Благодаря пластичности лигнина, Вествуд и его соавторы смогли добавить огнестойкую молекулу к обрабатываемому веществу и обнаружили, что эта модификация увеличила его и без того высокую способность тушить пламя.
Это только одно возможное применение. Хотя лигнин еще не нашел широкого промышленного применения, ученые надеются, что он станет более экологичной альтернативой топливу и биоразлагаемому пластику, а не останется просто остатками. Переработка биомассы для производства продуктов питания или топлива также приводит к образованию огромного количества лигнина в качестве побочного продукта, который преобразуется в такие материалы, как активированный уголь или углеродная пена. «Возможности безграничны», — сказал Вествуд.
К разговору о лигнине и его потенциальном использовании к Ире присоединился доктор Ригоберто Адвинкула, ученый-материаловед из Национальной лаборатории Ок-Ридж и Университета Теннесси в Ноксвилле.
Загадочная физика Ублека
Возможно, вы знакомы с обычной научной демонстрацией, проводимой в классах: если вы смешаете кукурузный крахмал и воду в правильных пропорциях, вы создадите клейкий материал, который, кажется, бросает вызов правилам физики . Оно течет как жидкость, но если попытаться справиться с ним быстро, оно застывает.
Этот тип материала называется ооблеком и представляет собой разновидность неньютоновской жидкости, то есть ее вязкость изменяется под давлением или напряжением. К материалам, похожим на Ублека, относятся созданные человеком вещи, такие как Silly Putty и краска, но они также встречаются в природе; Кровь и зыбучий песок — неньютоновские жидкости.
Долгое время было трудно точно доказать, почему эти материалы действуют именно так. Но недавно ученые стали лучше понимать основную физику. Новое исследование, проведенное в сотрудничестве Института Джеймса Франка и Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета, смогло продемонстрировать этот механизм.
«Результаты этого исследования важны, поскольку они предоставляют прямые экспериментальные доказательства одного из механизмов, предложенных для сильного утолщения сдвига», — говорит доктор Генрих Йегер, профессор физики Чикагского университета. «А именно, фрикционные взаимодействия, когда частицы в жидкости соприкасаются». Джагер является соавтором исследования, которое возглавил постдокторант доктор Ходжин Ким.
Джегер и Ким предполагают, что лучшее понимание неньютоновских жидкостей может помочь в разработке новых, усовершенствованных материалов. Потенциал варьируется от гибких «лежачих полицейских» до ударопрочной одежды. Джагер присоединяется к Ире, чтобы поговорить об этом.