Наночастинки лігніну, які містяться у деревині, виявилися ефективним захистом скляних поверхонь від осідання пари без зміни їхнього кольору й прозорості. Розробники технології сподіваються, що їхній підхід замінить токсичні синтетичні матеріали, які використовуються у боротьбі із запотіванням вікон автомобілів, окулярів і дзеркал. Про це розповів Університет Аалто, а стаття науковців доступна у Chemical Engineering Journal.
Вкриті покриттям з лігніну скельця. Alexander Henn / Aalto University
Чому звернули увагу на деревину?
Лігнін — полімер, який відповідає за міцність рослин, — вважається перспективним матеріалом, з яким можна створювати біорозкладний пластик, а також водовідштовхувальні та антиблікові покриття. Утім, досі матеріалознавцям не вдавалося обробити лігнін так, щоб позбутися його характерного коричневого кольору. Це значно обмежувало можливі області його використання як покриття, тому речовина залишалася відходом у деревообробній промисловості. Рішення для створення прозорих лігнінових покриттів знайшли дослідники з Університету Аалто.
Що зробили вчені?
Матеріалознавці звернули увагу на те, що добитися прозорості сумішей з лігніном можна, якщо подрібнити його до розміру, меншого за сотню нанометрів. Для цього вчені висушили лігнін та обробили його сумішшю кислот, що змінило структуру лігніну і посилило його взаємодію з розчинниками, дозволивши зменшити розмір частинок.
Обробка зайняла у вчених кілька хвилин та вимагала температури у всього 60 градусів Цельсія, а у підсумку дослідники отримали прозору суміш. З неї науковці створили лігнінові плівки різної товщини, якими вкрили скло. З'ясувалося, навіть за найтоншого шару покриття воно проявляє водовідбивні властивості. Завдяки цьому пара не утворювала на склі великі краплі, а розподілялася, не погіршуючи видимість.
Скло без покриття (b) та з ним (f) після потрапляння на нього водяної пари. Karl Alexander Henn et al. / Chemical Engineering Journal, 2023
Крім того, вчені з'ясували, що якщо накласти кілька лігнінових шарів, розподіл частинок лігніну у них дозволяє отримати блакитний, жовтий і фіолетовий колір, по-різному відбиваючи світло. Науковці сподіваються, що їхній метод допоможе розширити використання лігніну та замінить у протитуманних покриттях синтетичні речовини, які на відміну від лігніну, не є біорозкладними.
- Зробити деревообробну промисловість менш шкідливою для екології може також і зменшення у деревах вмісту лігніну. Генномодифіковані тополі, в яких зменшили кількість цього полімеру, вимагали менше енергії і води для створення з них паперу.