Исследователям из Японии и Франции вручена премия за энергоэффективный метод производства наноцеллюлозы

Премия Маркуса Валленгберга вручена группе исследователей из Японии и Франции за их разработку энергоэффективного метода производства наноцеллюлозы.

Стабилизаторы в химических веществах, пище и косметике, сырьевых материалах, применяемых для новых типов текстильных волокон и композитов, используемых в изготовлении перевязочных материалов, являются несколькими примерами обширной сферы возможных применений.

Наноцеллюлоза имеет большой потенциал. Наноразмерный материал имеет такую площадь поверхности и форму, которые делают возможным формирование прочных соединений. Производственный процесс, в котором древесная целлюлоза механически разделяется на наноразмерные составные блоки, является очень энергоемким, что препятствовало промышленному интересу до настоящего времени.

Профессор Акира Исогаи, адъюнкт-профессор Тсугуйуки Саико из университета в Токио и доктор Йошихару Нишияма, работающий в центре исследований наноматериалов нашли и разработали энергоэффективный способ производства наноцеллюлозы. Их открытие в использовании специфической реакции окисления в качестве инструмента для обработки древесных материалов позволяет значительно сократить потребление энергии. Трое ученых удостоены премии Маркуса Валленберга в текущем году в размере 2 млн. шведских крон за это новаторское открытие.

«Работа лауреатов стала стимулом более интенсивных исследований наноцеллюлозы и способов ее производства во всем мире», говорит Джоанна Бушерт из технического научно-исследовательского центра Финляндии. Она также является членом конкурсного комитета в фонде Маркус Валленберга.

Общий термин наноцеллюлозы относится как к наноцеллюлозе так и нанокристаллам целлюлозы. Они имеют сходный химический состав, но различные свойства, такие как размер и кристалличность. Наноцеллюлоза состоит из длинных волокон и является более гибкой, чем нанокристаллическая целлюлоза. Нанокристаллическкую целлюлозу получают путем химического удаления аморфных частей волокна.

В 2013 году премия Маркуса Валленберга была присуждена профессору Дерек Грей из университета МакГилла, Канады за его исследование в этой области. С другой стороны наноцеллюлоза производится из древесной целлюлозы путем механической обработки. В дополнение к кристаллическим веществам она также содержит части аморфных волокон. В зависимости от способа производства волокна могут быть организованы в виде пучков фибрилл или разделены на отдельные длинные фибриллы.

Наноцеллюлоза стала более востребованным материалом в различных областях применения после того как лауреаты премии Маркуса Валленберга Акира Исогаи, Тсугуйуки Саико и Йошихару Нишияма смогли использовать специфическую реакцию окисления в качестве инструмента для облегчения механического разделения древесной целлюлозы. В зависимости от способа производства потребление энергии может быть сокращено с 30 000 кВТ/ч на тонну до 100-500 кВт/ч за тонну. Таким образом, целлюлоза производится более однородной. Это значительное открытие сможет сделать целлюлозу одним из ключевых продуктов будущей лесной промышленности. Потребление энергии является очень важным параметром и традиционное производство целлюлозы было слишком энергоемким и по этой причине не вызвало промышленный интерес.

Хрустальные сегменты в сочетании с гибкостью фибриллярной структуры предоставляют наноцеллюлозу потенциалом для формирования тонкопленочных барьеров, сохранения больших объемов воды, позволяют изменить реологические свойства жидкостей или сухих веществ для создания высокопористых и легких конструкций.