Российские химики опробовали печать на 3D-принтере материалом «из воды и воздуха»

Ученые Института органической химии имени Зелинского при Российской академии наук заявили о создании расходного материала для 3D-принтеров из «воды и воздуха». На самом деле речь идет о целевом применении перспективного биополимера, получаемого из целлюлозы, хотя органическое происхождение и возможность неоднократной переработки делают материал очень привлекательным с точки зрения экологии.Исследования ведутся научной командой под руководством доктора химических наук Валентина Ананикова. Ученые синтезировали полиэфир под названием PEF (полиэтилен-2,5-фурандикарбоксилат), используя в качестве основы целлюлозу. Целлюлоза (как вариант, фруктоза) трансформируется в 5-(гидроксиметил) фурфурол, затем проводится окисление до 2,5-фурандикарбоновой кислоты, а кислота вступает в реакцию с метанолом, образуя сложный полиэфир. Если учитывать, что основным сырьем служат материалы растительного происхождения, становится понятна аналогия с получением материала из воды и воздуха. Биопластик ученые переработали в филамент и испытали в качестве расходного материала для настольного FDM 3D-принтера Ultimaker. «Можно легко пройти полный цикл: из углекислого газа и воды фотосинтетическая система растений производит целлюлозу, из которой в несколько химических стадий синтезируется полимер, и затем проводится 3D-печать. Если рассмотреть этот полный цикл, объекты 3D-печати создаются из углекислого газа и воды, то есть из самых дешевых компонентов, доступных практически в неограниченных количествах», – поясняет Валентин Анаников.С 2014 года PEF рассматривается научным сообществом и промышленностью в качестве экологичной альтернативы полиэтилентерефталату (PET, ПЭТ, ПЭТФ). В сравнении с PET новый биопластик полностью биологического происхождения обладает более высокой температурой стеклования и пониженной температурой плавления, а также улучшенными барьерными свойствами в отношении углекислого газа, воды и кислорода, что делает этот материал привлекательной, хотя и несколько более дорогой альтернативой для производства тары и упаковок. Получит ли материал широкое распространение в упаковочной промышленности зависит от того, удастся ли в скором времени синтезировать вариант PET полностью биологического происхождения, не уступающий традиционному полимеру из нефтепродуктов. Пока что уровень содержания био-ПЭТФ в пищевой таре, на производство которой уходит порядка 95% синтезируемого биопластика, не превышает 30%. «Важно, что PEF можно неоднократно регенерировать и использовать повторно. В конце жизненного цикла 3D-печатное изделие можно перевести в углекислый газ и воду путем сжигания, а затем снова получить целлюлозу через фотосинтетическую систему растений. Замкнутый углерод-нейтральный цикл не загрязняет окружающую среду, он основан на дешевых природных ресурсах и может быть проведен неограниченное число раз», – рассказывает Валентин Анаников. Доклад научной команды опубликован по этой ссылке.А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.