Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Потеря массы для чистого ПГБ и для композита при 20°С.
Изображения поверхности образцов ПГБ и композита после биодеградации.

Биодеградируемые нанокомпозиты

Ключевые слова:  биодеградация, защита окружающей среды, нанокомпозит, периодика

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

10 декабря 2007

Проблема переработки пластиков с каждым годом становится всё острее, поэтому ученые во всем мире прилагают много усилий для разработки биоразлагаемых полимеров. Однако повышение способности к "естественной утилизации" зачастую сопровождается значительным ухудшением эксплуатационных характеристик материалов.

Главный претендент на роль биоразлагаемого полимера номер один - это полигидроксибутират (ПГБ). Этот полимер вырабатывается рядом микроорганизмов, поэтому в природе существует естественный цикл его "переработки". В литературе в последнее время можно встретить множество идей, как данный полимер может быть использован для создания многоцелевых экологически безвредных пластиков. Однако многие свойства немодифицированного ПГБ – термическая стабильность, газопроницаемость, растворимость – слишком сильно для многих применений уступают "экологически вредным" аналогам.

Исследователи из Корнельского университета (США) разработали биодеградируемые нанокомпозиты на основе ПГБ и слоистых силикатов (органически модифицированных наноглин). Как и следовало ожидать, термические и механические свойства таких композитов заметно лучше, чем у чистого полимера. Но и это еще не все: оказалось, что и разлагаются такие композиты легче и быстрее.

Изучение биодеградации образцов композитов проводилось в органическом компосте при влажности 85% и температурах 20 и 60°С. Оказалось, что композит разлагается быстрее, и за 7 недель потеря массы достигает почти 100%, в то время как для чистого ПГБ максимальная потеря массы в тех же условиях составляет лишь 70%. С повышением температуры скорость биодеградации снижается. Разложение протекает в две стадии – сначала полимер гидролизуется, образуя малые олигомеры, которые потом пожираются микроорганизмами. Чем меньше степень кристалличности, тем быстрее деградирует полимер. Неорганические же наночастицы служат центрами зародышеобразования для полимера, и их присутствие приводит к образованию кристаллитов меньших размеров. Этим и объясняется более эффективное разложение композитов по сравнению с чистым полимером.

Работа «New Biodegradable Polyhydroxybutyrate/Layered Silicate Nanocomposites» была опубликована в журнале Biomacromolecules.


Источник: ACS Publications



Комментарии
А на какие мономеры разлагается этот полимер, который с таким удовольствия едят редуценты?
На гидроксимасляную кислоту. Если гамма-гидроксимасляную - то воспроизводить опыт не рекомендую, она числится в списках прекурсоров.

----- органически модифицированных наноглин -----

Ага, и нанопеска, и нанощебёнки...

----- Изучение биодеградации образцов композитов проводилось в органическом компосте при влажности 85% и температурах 20 и 60°С. -----

Класс Много ли организмов хорошо себя чувствуют при 60°С? Неудивительно, что скорость биодеградации меньше.

----- Неорганические же наночастицы служат центрами зародышеобразования для полимера, и их присутствие приводит к образованию кристаллитов меньших размеров. Этим и объясняется более эффективное разложение композитов по сравнению с чистым полимером. ------

А аморфный полимер получить слабо? Тогда кристаллитов нет вовсе и скорость разложения должна быть максимальной. Что касается скорости биодеградации - то она вообще может быть одинаковой. Просто в композите на 100г материала приходится 30г глины и 70г полимера. Чистый полимер - 100г. Итого, за одинаковое время съедается по 70г полимера, но для композита это означает полный распад.
---Класс Много ли организмов хорошо себя чувствуют при 60°С? Неудивительно, что скорость биодеградации меньше.----

Есть такие. Называются термофильные археи, живут в горячих источниках и у черных курильщиков на дне океана. Температура 95 градусов для них вполне пригодна, при том, что порог денатурации нормальных белков градусов 55-70. Кстати, всем известный ПЦР метод использует полимеразу из этих организмов, которая отлично работает после 30 циклов в 95 градусов.
Чулин Андрей Владимирович, 11 декабря 2007 01:33 
Хм! Модифицированный ПГБ, говорите? Ну-ну...
А диарея, не замучает?
----- Кстати, всем известный ПЦР метод использует полимеразу из этих организмов, которая отлично работает после 30 циклов в 95 градусов. -----

Всё верно. Thermus aquaticus, если мне склероз не изменяет. Вот только большинство биотехнологических процессов проводят почему-то при температурах не более 40 градусов. Да и активность полимеразы потихоньку падает. Потеря половины активности - по-моему за 45 минут.

---- А диарея, не замучает? ----

А при чём тут диарея?
Трусов Л. А., 11 декабря 2007 11:00 
>> в композите на 100г материала приходится 30г глины и 70г полимера

всё было бы так просто, но там 2% глин.

>> Много ли организмов хорошо себя чувствуют при 60°С?

там так и написано - мало.

>> А аморфный полимер получить слабо?

видимо, в этом и проблема.
о чём собственно спор?!о том, что где-то есть два живых организма, которые могут выдержать и температуру, и кисловатую немного среду, и всё что угодно...но! это где-то там глубоко и далеко...давйте просто сравним число видов, численность (если больше нравиться)...и поймём наконец-то, что это исключение из правил...
Трусов Л. А., 11 декабря 2007 17:18 
а давайте не будем писать ерунду и все-таки поищем в гугле, кто обычно ест PHB?
Вообще-то, не надо быть экстремалофилом, чтобы жить "в органическом компосте при влажности 85% и температурах 20 и 60°С". Тем более что так как "с повышением температуры скорость биодеградации снижается", то 60 градусов вообще особо не требуется для достижения цели, и поэтому непонятно, кто с кем несогласен.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

нанопирамиды нанофараонов
нанопирамиды нанофараонов

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.