Kad uz laboratorijas galda līdzās nonāk melnās tējas atliekas, kaņepju šķiedras, priežu celuloze un pārstrādāts papīrs, rodas jautājums — vai šie ikdienišķie materiāli spēj atklāt ko jaunu? Tieši ar šādu pētniecisku ziņkāri Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtā (LVKĶI) tika īstenots Rīgas Valsts klasiskās ģimnāzijas skolnieces zinātniskais darbs par papīra iegūšanu no melnās tējas atliekām kombinācijā ar dažādu veidu šķiedrām.
Darbu izstrādāja 11. klases skolniece Xinru Xie, sadarbojoties ar LVKĶI Celulozes laboratoriju. Zinātniskā darba konsultante bija mūsu institūta Celulozes laboratorijas vadītāja un vadošā pētniece Dr. sc. ing. Inese Fiļipova, savukārt darba vadītāja – skolotāja Marija Kramorenko.
Pētījuma iecere un metodoloģija
Pētījuma mērķis bija izvērtēt, vai melnās tējas atliekas var izmantot kā papildu izejvielu papīra ražošanā, tās kombinējot ar kaņepju, priežu un makulatūras šķiedrām dažādās proporcijās. Praktiskajā daļā LVKĶI laboratorijā tika sagatavotas deviņas šķiedru kombinācijas, kopumā izgatavojot 36 papīra paraugus.
Katra kombinācija tika pārbaudīta ar specializētām iekārtām, nosakot gaisa caurlaidību, virsmas gludumu, mehānisko izturību, baltumu un necaurspīdīgumu, kā arī izvērtējot iespējamo praktisko pielietojumu. Daļa paraugu tika izmantoti arī dekoratīvas klades prototipa izgatavošanai.
Ko atklāja mērījumi?
Rezultāti iezīmēja vairākus raksturīgus modeļus.
Priežu–tējas kombinācijas izcēlās ar augstu gaisa caurlaidību, kas tās padara piemērotas filtrpapīra tipa izstrādājumiem. Kaņepju–tējas paraugi ar lielāku šķiedru īpatsvaru uzrādīja augstu mehānisko noturību, savukārt makulatūras–tējas un kaņepju–tējas paraugi vienādās proporcijās veidoja īpaši gludu virsmu, kas piemērota drukai.
Stiepes un caurspiešanas testi sniedza vēl vienu pavedienu: lielāks koksnes vai kaņepju šķiedru daudzums palielināja papīra izturību, savukārt augsts tējas īpatsvars radīja tumšāku, dekoratīvāku materiālu.
Optisko īpašību izvērtējums apliecināja, ka atsevišķās kombinācijās iespējams iegūt gaišu, vienmērīgu papīru rakstāmlietām, bet citos gadījumos vizuāli izteiksmīgu dizaina materiālu. Necaurspīdīguma rādītāji visās kombinācijās saglabājās līdzīgi, norādot uz stabilu lokšņu struktūru.
Secinājumi
Pētījums apliecināja, ka melnās tējas atliekas pašas par sevi nav pilnvērtīga papīra ražošanas izejviela, tomēr, apvienojot tās ar kaņepju, priežu vai makulatūras šķiedrām piemērotās proporcijās, iespējams iegūt materiālus ar interesantām īpašībām un praktisku potenciālu. Šķietami vienkāršas biomasas atliekas piemērotos apstākļos var kļūt par pamatu funkcionāliem un perspektīviem materiāliem.
Vienlaikus darbs laboratorijā sniedz jauniešiem iespēju iepazīt zinātniskās pētniecības ikdienu praksē — no eksperimentu plānošanas un darba ar iekārtām līdz datu apstrādei, kritiskai izvērtēšanai un secinājumu formulēšanai sadarbībā ar pieredzējušiem pētniekiem.
