Vai zināji, ka hitozāns, ko iegūst no Agaricus bisporus (šampinjonu) biomasas, ir viens no retajiem dabiskajiem polimēriem ar pozitīvu lādiņu? Šī unikālā īpašība padara to par efektīvu barjeru pret baktērijām un mitrumu – priekšrocība, kas neraksturīga pat daudziem sintētiskiem materiāliem. Tikmēr industriālās kaņepes, kuras vēsturiski izmantoja virvju un agrīnā papīra ražošanā, tagad tiek pārstrādātas par mikro- un nanocelulozes šķiedrām, kas piešķir materiālam izturību.
Kas vieno hitozānu, kaņepju šķiedras un suberīnskābes no bērza mizas? Tās visas ir BIOHYDROPACK projekta galvenās sastāvdaļas. Šajā projektā Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta zinātnieki izstrādā pilnībā dabīgu, izturīgu un ūdensizturīgu daudzslāņu iepakojuma materiālu, kuru pēc izmantošanas var vienkārši kompostēt.
Materiālu veidos vairāki slāņi:
- pamatne no kaņepēm, kas iegūtas no celulozes šķiedrām,
- pārklājumi un starpslāņi no hitozāna un suberīnskābēm,
- virsējais, hidrofobais slānis tiek izveidots ar elektrovērpšanas metodi.
Elektrovērpšanas metode ir tehnoloģija, kas imitē zirnekļa tīklu un tiek izmantota arī biomedicīnā, piemēram, mākslīgo audu radīšanā.
Projekta lielākais zinātniskais izaicinājums ir nodrošināt dabiski iegūto šķiedru un biopolimēru savietojamību, lai panāktu maksimālu ūdens atgrūšanas efektu un mehānisko izturību bez sintētisku piedevu izmantošanas.
Šobrīd projekts ir sasniedzis 4. tehnoloģiskās gatavības līmeni (TRL4) – tas nozīmē, ka laboratorijā jau tiek izstrādāti un testēti pirmie funkcionālie prototipi. Pētījuma rezultāti jau publicēti divos zinātniskos rakstos, tostarp žurnālā Journal of Renewable Materials, un prezentēti Baltijas Polimēru simpozijā 2024 un konferencē RRB 2025.
BIOHYDROPACK projektu vada Dr.sc.ing. Inese Fiļipova, un tajā piedalās arī Dr.sc.ing. Ulla Milbreta un Mg.sc.ing. Laura Andže. Projekts tiek īstenots Latvijas Zinātnes padomes Fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu konkursa 2023/1 ietvaros.
"Projektā veidotais kaņepju šķiedru izturīgais papīrs kārtējo reizi parāda mūsu Latvijas vietējo resursu potenciālu, savukārt lielākais izacinājums ir hitozāna un suberīnskābju pārklājumu veidošana, jo šo no atjaunojamiem resursiem iegūto vielu īpašības un jo īpaši to mijiedarbība nav vēl pilnībā izpētītas, priekšā ir daudz atklājumu," par projekta progresu papildina projekta vadītāja Dr.sc.ing. Inese Fiļipova.
Projekta apraksts: Uz biopolimēru bāzes veidota hidrofoba daudzslāņu iepakojuma materiāla izstrāde no biomasas atlikumiem
Projekta tips: LZP FLPP
Projekta numurs: lzp-2023/1-0123
