19.11.2019
Наноцеллюлоза бактериального происхождения — очень перспективный материал. Например, материал может применяться в медицине для создания искусственной кожи. Уже сегодня ее применяют для создания новых материалов и нанокомпозитов. Благодаря большой площади поверхности и пористой структуре наноцеллюлоза также способна впитывать большое количество различных веществ, что может быть использовано в медицине для создания повязок. Высокая прочность бактериальной наноцеллюлозы определяет ее применение в качестве материала для 3D-печати некоторых видов человеческой ткани, например, хрящей. В отличие от медицинских изделий из растительной целлюлозы, изделия из бактериальной наноцеллюлозы более совместимы с человеческим организмом. Гель-пленку можно использовать для восстановления или замены твердой мозговой оболочки, а также в качестве заживляющих покрытий при ожогах и обширных ранах. Из нее даже изготавливают внутренние органы и контактные линзы.
Синтезируют бактериальную наноцеллюлозу микроорганизмы, выращенные на питательной среде с глюкозой, но способ ее получения сложный. Химики и биотехнологи Института проблем химико-энергетических технологий показали, что солома злака мискантуса и плодовые оболочки овса могут служить источником глюкозы для целлюлозосинтезирующих бактерий. В качестве предварительной химической обработки ученые предложили следующие типы воздействия: высокотемпературная обработка под давлением, обработка в одну стадию разбавленным раствором азотной кислоты или разбавленным раствором гидроксида натрия и двухстадийная комбинированная обработка разбавленными растворами азотной кислоты и гидроксида натрия в прямом и обратном порядке. После подобного воздействия эффективность последующего распада сырья с помощью ферментов увеличивается в 4-7 раз. Для проверки свойств получаемого материала ученые провели биосинтез бактериальной наноцеллюлозы и оказалось, что четыре из пяти способов позволяют получить бактериальную наноцеллюлозу высокого качества: сохраняется уникальная сетчатая структура наноразмерных нитей.
«Мы единственные в России, кто использует солому мискантуса и плодовые оболочек овса с целью получения субстратов для биосинтеза бактериальной наноцеллюлозы. Наиболее эффективна оказалась одностадийная обработка разбавленным раствором азотной кислоты или разбавленным раствором гидроксида натрия. Такой способ прост и обеспечивает высокий выход глюкозы, до 83,4%», – отмечают кандидат технических наук Екатерина Кащеева, кандидат технических наук Юлия Гисматулина и кандидат химических наук Вера Будаева.
Статья опубликована в журнале Polymers. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.
Нет комментариев