Ekologiczna technologia na rzecz materiałów funkcjonalnych
Obecnie europejski przemysł tworzyw sztucznych polega w znacznym stopniu na surowcach pochodzenia petrochemicznego. Biotechnologia odgrywa kluczową rolę w przejściu na zrównoważony przemysł chemiczny, w którym uzależnienie produkcji surowców od ropy i oddziaływanie na środowisko naturalne będzie zminimalizowane. Ekologiczne technologie dotyczące surowców, syntezy i przetwarzania należy badać oddzielnie, a następnie połączyć w celu stworzenia zintegrowanej metody. Wykorzystując dofinansowanie UE dla projektu "Renewable functional material – Training material scientists for a sustainable polymer industry" (REFINE), badacze opracowują nowe zrównoważone materiały i metodologie. Zintegrowane podejście zostanie uzupełnione krytyczną analizą oceny cyklu życia i analizą porównawczą użytkowników końcowych (benchmarking). Projekt REFINE zademonstruje te koncepcje, skupiając się na wybranych odpowiednich zastosowaniach przemysłowych, które są zasadniczo zależne od polimerów, jak np. technologie cienkowarstwowe. Program REFINE skupia się na wykorzystaniu istniejących elementów wywodzących się z leśnictwa i gospodarki odpadami na potrzeby wysokowydajnych polimerów. Koncentruje się on w szczególności na trzech rodzajach monomerów odnawialnych: terpenach, sorbitolu i cukrze. Badacze wykazali, że te odmienne materiały bazowe pozwalają otrzymać szereg funkcjonalnych polimerów i materiałów do powlekania i lateksowania. Odnotowano sukces przy stosowaniu metod z udziałem lipazy prowadzących do poliestrów, które są jednymi z największych komercyjnie dostępnych zielonych polimerów. Poza enzymami lipazą i kutynazą, projekt REFINE skupia się na projektowaniu i optymalizacji nowych enzymów do syntezowania i modyfikowania polimerów z wykorzystaniem biotechnologii. Ponadto prowadzone są badania rozpuszczalników reakcji zielonej, takich jak dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym czy ciecze jonowe, jako środowisk polimeryzacji i przetwarzania, dodatkowo do zielonych dodatków do polimerów. Badania w ramach projektu wykazały, że z monomeru sorbitolu można uzyskać wydajne odnawialne związki powierzchniowo czynne. Związki te okazały się bardziej przyjazne dla środowiska w porównaniu z tradycyjnymi związkami powierzchniowo czynnymi. Badacze uzyskali pozytywne wyniki z prób immobilizacji lipaz na nośnikach odnawialnych pochodzących z produktów odpadowych, takich jak łuski ryżowe i łupiny orzechów. Mają one szansę zastąpić tradycyjne nośniki jako niedroga, stabilna i wysoce aktywna platforma enzymatyczna nadająca się do zastosowań w syntezie polimerów. Oczekuje się, że projekt REFINE dokona istotnego przełomu w zakresie surowców odnawialnych i biosyntezy. Ponadto przyczynia się on do zmniejszenia kosztów energii, poziomu szkodliwych emisji i czasu od produkcji do wprowadzenia na rynek.
Słowa kluczowe
Materiały funkcjonalne, odnawialne źródła energii, polimer, surowce, biotechnologia
