gần
cây gai

Các nhà nghiên cứu châu Âu nghiên cứu cellulose từ cây gai dầu để sử dụng trong gel công nghệ cao

sợi gai dầu

Aerogel được sản xuất từ ​​xenluloza chiết xuất từ ​​cây gai dầu có hiệu quả tương tự như các khí thu được từ xenluloza công nghiệp

Các nhà nghiên cứu Đức và Pháp đang nghiên cứu các phương pháp mới để chiết xuất cellulose từ sợi gai dầu đã qua sử dụng để tạo ra aerogel, vật liệu công nghệ cao được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

kính hiển vi điện tử quét hình ảnh của một hạt aerogel từ sợi gai dầu chiết xuất xenluloza bề mặt bên ngoài và bên trong
Kính hiển vi điện tử quét ảnh chụp một hạt aerogel từ cellulose chiết xuất từ ​​cây gai dầu. (Trung tâm hàng không vũ trụ Đức)

Trong khi trước đây aerogel được làm từ các vật liệu vô cơ gây ô nhiễm cao như silica hoặc alumina, nghiên cứu nhằm thúc đẩy sự phát triển của chúng từ các polyme hữu cơ và carbon thân thiện với môi trường hơn.

“Điều này mở ra cánh cửa cho việc sử dụng sợi gai dầu đã qua sử dụng làm nguồn xenlulo chính cho những vật liệu này, có thể được chiết xuất trong điều kiện nhẹ, sử dụng thuốc thử rẻ và an toàn,” nói công bố Diogo Costa, thành viên của Chương trình Tiến sĩ Công nghiệp Châu Âu Marie Skłodowska-Curie, người đang nghiên cứu vật liệu này như một phần của nghiên cứu rộng hơn của mình về các nền kinh tế dựa trên sinh học và vòng tròn.

Nghiên cứu của Costa được tài trợ bởi Tổ chức Giá trị Dựa trên Sinh học (BVC), một tập đoàn bao gồm bốn trường đại học châu Âu, một viện nghiên cứu và chín công ty châu Âu.
Aerogel là gì?

Được phát minh vào những năm 1930, aerogel, có hàm lượng chất lỏng được thay thế bằng không khí, đã nhận được sự chú ý ngày càng tăng trong 20 năm qua vì ứng dụng của chúng cho các điện cực của siêu tụ điện, siêu tụ điện, pin và khử muối, như một vật liệu cách nhiệt ở nhiệt độ cao và như một chất xúc tác cho ống nano carbon và các vật liệu khác. Mạnh mẽ nhưng xốp, vật liệu mang lại lợi ích chính là dẫn nhiệt thấp, truyền nhiệt.

NASA sử dụng aerogel để cách nhiệt cho các phương tiện phóng và tàu con thoi, thiết bị hỗ trợ sự sống, giường thử động cơ tên lửa và để cách nhiệt cho bàn tay và bàn chân của các phi hành gia. Các ứng dụng thương mại bao gồm cách nhiệt đường ống, xây dựng, thiết bị và điện lạnh, ô tô, cũng như các ứng dụng tiêu dùng, chẳng hạn như quần áo.

đọc :  Cây gai dầu có thể thay đổi bộ mặt của thế giới

Nghiên cứu cho đến nay đã chỉ ra rằng aerogel làm từ xenluloza chiết xuất từ ​​cây gai dầu ở dạng hạt, tấm và nguyên khối hình trụ có hiệu quả tương tự như các loại làm từ xenlulo công nghiệp thương mại, theo Costa.

từ trái sang phải tấm aerogel xenluloza hạt và nguyên khối
(Từ trái sang phải) Xenlulozơ aerogel dạng hạt, tấm và đá nguyên khối. (Trung tâm hàng không vũ trụ Đức)

Xenlulo, chiếm 65 đến 75% cấu tạo sinh hóa của sợi gai dầu, được quan tâm đặc biệt vì sự phong phú, tính tương thích sinh học và vì nó có thể được lấy từ chất thải, Costa nói.

Ông nói: “Bộ nguyên liệu mới này sẽ mở ra cơ hội tăng trưởng mới cho các doanh nghiệp dựa trên cây gai dầu, đồng thời có thể tạo ra nhiều việc làm mới và tốt hơn trong các cộng đồng nông thôn, đồng thời mang lại những lợi ích môi trường nổi tiếng của cây gai dầu. “Aerogel sẽ trở thành một thị trường ngày càng rộng lớn và thú vị mà ngành công nghiệp cây gai dầu có thể tham gia, từ các nhà sản xuất muốn thu lợi nhuận từ chất thải của họ, đến các lĩnh vực mới, các công ty mới và các nhà đầu tư. »

Theo nhà nghiên cứu Future Market Insights có trụ sở tại New York, thị trường aerogel trị giá khoảng 1 tỷ USD và dự kiến ​​sẽ tăng trưởng 17% mỗi năm cho đến năm 2030.

Nghiên cứu của Tiến sĩ Costa, tập trung vào phát triển sản phẩm và cân nhắc chuỗi cung ứng, được thực hiện với sự hợp tác của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) có trụ sở tại Cologne, nơi phát triển các vật liệu để thay thế các chất cách nhiệt dựa trên dầu mỏ hiện nay, và với công ty trẻ KEEY Airgel, đặt tại Habsheim, Pháp, cả hai đều là thành viên của tập đoàn BVC.

Bên cạnh việc khám phá tiềm năng của sợi gai dầu cấp thấp từ chế biến thân cây làm cơ sở cho loại khí sinh học mới, không gây ô nhiễm, ông Costa cũng đang khám phá cách mở rộng quy mô sản xuất và đưa những sản phẩm này ra thị trường, ông nói, là một thách thức lớn.

Costa cho biết: “Các phương pháp phát triển aerogel dựa trên sợi gai dầu hiện nay vẫn còn tốn nhiều thời gian. “Việc mở rộng quy mô của chúng phải được tối ưu hóa và nhiều yếu tố khác phải được tính đến, bao gồm khả năng chống lại độ ẩm, hoạt động của vi sinh vật và quá trình đốt cháy,” ông nói thêm.

đọc :  Cần sa gây ra sự hình thành thần kinh

Thắt chặt chuỗi cung ứng và giảm sự phụ thuộc vào nguyên liệu thô nhập khẩu từ nước ngoài là những thách thức lớn được giải quyết trong các chính sách rộng lớn hơn của châu Âu nhằm thúc đẩy các mô hình kinh doanh vòng tròn và dựa trên sinh học, bối cảnh rộng hơn trong nghiên cứu của ông Costa.

Với việc EU chỉ định cây gai dầu là "cây trồng thiết yếu" theo Chính sách Nông nghiệp Chung của Liên minh (CAP) và với các mục tiêu môi trường đầy tham vọng được đại diện bởi "Thỏa thuận Xanh" của Châu Âu, dự án của Costa hoàn toàn phù hợp với chiến lược của Liên minh nhằm phát triển những nền kinh tế thay thế này các mô hình.

Ông Costa cho biết: “Việc định giá hóa các loại cây trồng như cây gai dầu, cây lanh, ngô và lúa mì, cũng như các loại phụ phẩm tương ứng của chúng, là một trong những giải pháp thay thế chính đang được nghiên cứu ở EU.

Là một phần của Thỏa thuận xanh châu Âu và Chiến lược kinh tế sinh học châu Âu, EU nên cập nhật luật và nhãn dành riêng cho các sản phẩm dựa trên sinh học, đồng thời khởi động nền tảng đầu tư theo chủ đề tròn trị giá 100 triệu euro, cùng các hoạt động khác nhằm huy động các bên liên quan đại diện cho giới học thuật, ngành và xã hội, ông Costa nhận xét.

Ngoài ra, EU đã đầu tư 3,7 tỷ euro vào các dự án nghiên cứu và đổi mới kinh tế sinh học trong bảy năm qua và khoản đầu tư này dự kiến ​​sẽ tăng lên 10 tỷ euro vào năm 2030 tại Horizon Europe, một chương trình tài trợ nghiên cứu và đổi mới quan trọng nhằm mục đích giải quyết các thách thức về khí hậu.

Các công ty tham gia vào liên minh Biobased Value Circle thuê hoặc tiếp nhận sinh viên Tiến sĩ thực tập dài hạn như một phần của chương trình đào tạo thế hệ nhà nghiên cứu mới nhằm hỗ trợ phát triển các sản phẩm thiên về sinh học sáng tạo có thể dẫn đến nền kinh tế bền vững hơn.


tags: công nghệ sinh họctìm kiếm
weedmaster

Tác giả weedmaster

Phát thanh viên và quản lý truyền thông chuyên về cần sa hợp pháp. Bạn có biết họ nói gì không? kiên thức là sức mạnh. Hiểu khoa học đằng sau y học cần sa, đồng thời cập nhật các nghiên cứu, phương pháp điều trị và sản phẩm mới nhất liên quan đến sức khỏe. Luôn cập nhật những tin tức và ý tưởng mới nhất về hợp pháp hóa, luật pháp, các phong trào chính trị. Khám phá các mẹo, thủ thuật và hướng dẫn cách làm từ những người trồng cần sa dày dạn kinh nghiệm nhất trên hành tinh cũng như các nghiên cứu và phát hiện mới nhất từ ​​cộng đồng khoa học về phẩm chất y tế của cần sa.