Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Ученые придумали способ 3D-печати объектов «из воды и воздуха»

Российские химики опередили мировых конкурентов в разработке углерод-нейтральных технологий 3D-печати, не загрязняющих окружающую среду и использующих дешевые природные материалы на основе целлюлозы. На базе новой технологии готовые изделия можно будет печатать фактически из воды и воздуха. Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ее результаты были представлены в журнале Angewandte Chemie.

Трехмерная(3D) печать позволяет за короткое время создавать готовые изделия любой степени сложности из компьютерных цифровых моделей. Несмотря на общее отставание России в этой сфере, исследователи из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН сумели опередить мировых конкурентов в высокотехнологичной области 3D-печати. Авторы работы синтезировали уникальный материал PEF, позволяющий провести трехмерную печать предельно дешево и экологично. Его полное название – poly(ethylene-2,5-furandicarboxylate). Особенность этого материала в том, что его получают из природного вещества – целлюлозы, которая относится к категории наиболее перспективных возобновляемых ресурсов. В природе целлюлоза синтезируется из углекислого газа и воды, доступных в атмосфере практически в неограниченных количествах. Источником энергии для этой реакции служит солнечный свет.

«Рецепт» нового вещества очень прост: на первом этапе растительная биомасса (целлюлоза или фруктоза) трансформируется в 5-(гидроксиметил)фурфурол (5-HMF). Химикам известно много методик такого превращения. Далее 5-HMF окисляется в 2,5-фурандикарбоновую кислоту, которая после реакции с метанолом переводится в соответствующий сложный эфир. Эти реакции не требуют сложных и трудоемких условий: все три стадии с практической точки зрения не представляют никакой сложности и уже масштабированы до промышленного производства. Несмотря на свою простоту, трехмерная печать материалом PEF была выполнена впервые.

«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», — рассказал руководитель работы Валентин Анаников.

Полученный полимер показал высокую химическую стабильность, стойкость, он не окисляется, устойчив к действию химических растворителей и не разлагается, находясь в условиях природной среды. Более того, его можно использовать многократно. Изделия из такого полимера будут достаточно долговечны, а аддитивные технологии, такие как 3D-печать, позволяют создавать объект практически любой сложности. Возможная сфера применения очень широка и включает в себя все области, где востребованы доступные и рециклизуемые материалы.

«Важно, что полученный материал 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», — заключил Валентин Анаников.

Новости и материалы
Президент Ирана высказался о мирном урегулировании в Газе
Каждый четвертый россиянин успел приобрести квартиру в ипотеку по льготным условиям
Суд в США прекратил дело против актера Алека Болдуина
В офисе Зеленского сделали заявление об ударах вглубь России
Новый президент Ирана озвучил основы своего курса внешней политики
Трамп предложил Байдену вместе пройти тест на умственные способности
Юрист предупредил об опасности размещения фото с детьми в публичном доступе
В Ливане отреагировали на угрозу эскалации с Израилем
В Подмосковье загорелся швейный цех
Зеленский полетит в Лондон после саммита в Вашингтоне
Ученые нашли способ в 100 раз усилить старые антибиотики
Бизнес-коуча Закхайм и других фигурантов дела о мошенничестве отправили в СИЗО
Беспрецедентное потепление угрожает озерам, предупредили ученые
Шольц высказался о размещении американских ракет в Германии
Россиянам рассказали о самых нужных средствах в аптечке на случай аллергии
В США нашли причину, по которой задерживается поставка истребителей на Украину
Ученые обнаружили неожиданный фактор креативности в мозге
В сети появились новые кадры падения «Суперджета»
Все новости