Автор: профессор, д.х.н. Михаэль Иоелович, Израиль.
E-mail: bd895892@zahav.net.il
Недавно проф. Одед Шосеев из Еврейского университета выступил с интересной лекцией «Примеры найденных в природе удивительных веществ», опубликованной на сайтах:
https://www.ted.com/talks/ oded_shoseyov_how_we_re_ harnessing_nature_s_hidden_ superpowers?language=ru
В этой лекции проф. Одед Шосеев обсуждает перспективы получения и использования таких инновационных веществ как нанокристаллическая целлюлоза (НКЦ), высокоэластичный резилин обеспечивающий прыгучесть блох и других насекомых, и коллаген, а также композиты на их основе. Утверждается, что НКЦ уже производится в Израиле в промышленном масштабе из отходов бумаги. А для производства резилина и коллагена предлагается использовать генную инженерию.
В связи с этим необходимо сделать ряд замечаний:
1) Насчет нанокристаллической целлюлозы (НКЦ). Оценочная стоимость ее производства составляет $30-50 за кг, что в 10-20 раз больше, чем стоимость производства микрокристаллической целлюлозы, и в 100-200 раз больше стоимости производства наполнителей (древесная мука, двуоксь кремния, каолин, доломит, карбонат кальция и др.), используемых для производства композиционных материалов. Сведения проф. Шосеева о существовании промышленного производства нанокристаллической целлюлозы недостоверны – ни в Израиле, ни в других странах такого производства не существует. Имеются лишь сведения о лабораторых и экспериментальных пилотных установках для получения нанокристаллической и микро- или нанофибриллирной целлюлозы, см. например: http://www.woodbusinessportal.com/en/news1/555/The_first_pilot_factory_for_the_nano_cellulose_production; http://celluforce.com/en/product_description.php;
2) Как было показано многочисленными исследованиями, НКЦ дает незначительный эффект упрочнения при наполнении полимеров вследствие нано-метровай длины и низкой степени анизометричности – отношения длины к диаметру (см. например, Ioelovich M. Characterization of various kinds of nanocellulose, in: Handbook of Nanocellulose and Cellulose Nanocomposites, Vol. 1. Ch.2, John Wiley & Sons, 2017). Обычные дешевые целлюлозные волокна – льняные или вискозные кордные, дают значительно более высокий эффект упрочнения, что показали многочисленные исследования и практика производства различных текстолитов и шинного корда.
3) Нано-порошок НКЦ не способен удерживаться на хлопковом волокне и не способен связывать и увеличивать прочность бинтов и других текститьных материалов, как это предполагает проф. Шосеев.
4) Гидрофильная НКЦ несовместима с гидрофобными полимерами (полиолефинами, полиэфирами и др.) и не пригодна для создания прочных конструкционных материалов, в том числе ажурных конструкций, показанных в лекции проф. Шосеева.
5) Насчет получения эластичного резилина из блохи методом генной инженерии. Этот метод очень дорогостоящий, неэффективный и малопроизводительный, он позволяет получать лищь миллиграммы или граммы дорогостоящего продукта. А для промышленного использования нужны тысячи тонн дешевого резилина, которые этот метод не способен обеспечить. Кроме того пока нет данных о том, какими свойствами будет обладать резилин, полученный методом генной инженерии.
6) Гидрофильный наполнитель – НКЦ, по-видимому будет плохо совместим с гидрофобным резилином, и мало пригоден для создания прочного и эластичного композита.
7) Насчет производства коллагена из генетически-модифицированного табака – тут нужна консультация специалистов, которые могут дать ответ, насколько это будет производительно, какова будет конечная стоимость производства и будет ли этот коллаген пригоден для медицинских целей? Кроме того, не доказано, что коллаген из генетически-модифицированного табака будет лучше, чем коллаген производимый в настояшее время экстракцией животных тканей. Пока нет и данных о том, будет ли коллаген совмещаться с резилином и будет ли полученный композит достаточно прочен и эластичен.
Конечный вывод: в настоящее время эйфория насчет революции в промышденном производстве и применении «удивительных» материалов с уникальными свойствами таких как наноцеллюлоза, резилин и коллаген, является преждевременной. Лекция проф. Одеда Шосеева будит фантазию, но к сожалению не соответствует реальности. В то же время проблемы, затронутые проф. Шосеевым, являются актуальными для современой инновационной технологии новых материалов и возможно будут решены в недалеком будущем.
Иллюстрация: YouTube
