Фитиновая кислота из кукурузы защищает древесные композиты от огня

21.09.2026

Строительные и мебельные материалы должны сочетать прочность, долговечность и устойчивость к воздействию огня, однако традиционные способы повышения огнестойкости далеко не всегда отвечают экологическим требованиям. Многие коммерческие антипирены содержат потенциально опасные соединения, тогда как некоторые необходимые для их производства природные ресурсы постепенно истощаются. Исследователи Институтов исследования древесины и прикладной полимерной химии Общества Фраунгофера совместно с партнерами предложили альтернативу, использующую растительное сырье, которое раньше считалось побочным продуктом производства.

В основе новой разработки находится кукурузный экстракт, содержащий значительное количество фитиновой кислоты. Это вещество представляет собой богатый источник фосфора и образуется, в частности, в процессе производства крахмала. Ученые рассматривают его как перспективное сырье для создания антипиренов, предназначенных прежде всего для древесно-полимерных композитов. Такие материалы широко применяются в строительстве, автомобильной промышленности и мебельном производстве, поэтому экологичная технология их защиты от возгорания может найти достаточно широкое применение.

Интерес к подобным решениям связан не только с необходимостью снизить токсичность огнезащитных составов. По оценкам экспертов, мировые природные запасы фосфора могут быть исчерпаны в течение 50-300 лет. Одновременно некоторые коммерческие галогенированные антипирены вызывают серьезные экологические и токсикологические опасения. Поэтому специалисты ищут вещества, которые позволили бы сохранить требуемую огнестойкость материалов, одновременно используя возобновляемое сырье и уменьшая зависимость от традиционных химических компонентов.

Однако непосредственно использовать фитиновую кислоту в качестве антипирена оказалось непросто. В чистом виде она обладает высокой кислотностью и плохо совместима с большинством материалов, для которых предназначаются огнезащитные покрытия и добавки. Поэтому разработчики сначала создали экономически выгодный способ ее очистки от белков и органических кислот. Для этого они регулируют уровень pH и разделяют получающиеся фракции, получая более подходящее для дальнейшей переработки сырье.

Следующим этапом стало превращение очищенной фитиновой кислоты в соединение, пригодное для практического использования. Исследователи связали ее с аминами, получив фитаты аммония. При нагревании такое соединение способствует образованию углеродистого изоляционного слоя на поверхности материала. Этот слой действует как барьер, ограничивая доступ кислорода к зоне горения и тем самым затрудняя дальнейшее распространение огня. Таким образом, защитный эффект обеспечивается не просто наличием фосфора, а изменением поведения материала непосредственно при воздействии высокой температуры.

Чтобы подобрать оптимальную химическую формулу, специалисты испытали более 20 различных аминов. Эксперименты позволили определить наиболее эффективный вариант состава, причем его огнезащитные характеристики оказались сопоставимыми с показателями коммерческих аналогов, уже представленных на рынке. Это особенно важно для практического применения разработки: экологичное происхождение сырья само по себе не имеет большого значения, если получаемый материал существенно уступает существующим средствам по способности противостоять огню.

Технология уже прошла первый этап масштабирования. Разработчики смогли получить фитиновую кислоту в количестве 1 кг и теперь готовятся увеличить объем производства до 100 кг. Одновременно ученые рассматривают возможность расширить перечень исходного сырья: в перспективе для получения подобных антипиренов предполагается использовать отходы переработки риса и пшеницы. Это позволит превратить различные сельскохозяйственные остатки в полезное химическое сырье, одновременно снижая количество отходов производства.

<< Назад: Защищенный смартфон Oukitel WP70 Ultra 22.09.2026

>> Вперед: Персональный звук без наушников на основе однокомпонентного направленного динамика 21.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Универсальное лекарство от гриппа 12.06.2012 Международная группа ученых опубликовала в издании Nature Biotechnology результаты своего исследования по созданию универсального лекарства от гриппа. Ученые обнаружили белок, который может помочь в борьбе с потенциально смертельной эпидемией гриппа. Противовирусные препараты, изготовленные на основе этого белка, способны "отключать" основные функции вируса и предотвращать тяжелые последствия инфицирования. В ходе экспериментов в лаборатории новая методика лечения доказала свою эффективность и смогла блокировать многие штаммы пандемического гриппа, в том числе несколько H1N1 (испанский грипп, свиной грипп) и H5N1 (птичий грипп). В своих предыдущих исследованиях ученые использовали компьютерное проектирование для создания белков, способных поражать уязвимые места вируса, с помощью которых он адаптируется к окружающей среде. Теперь ученым удалось оптимизировать дизайн белков с помощью технологии глубокого секвенирования ДНК и в итоге создать препарат, который эффективно атакует целевые структуры вируса. Технология, которую применили ученые, позволяет одновременно "перебирать" миллионы вариантов структуры белка, определять и сохранять полезные мутации. Таким образом можно перепрограммировать белки, например на "подключение" к ключевым структурам вируса и их блокирование. Данное исследование открывает широчайшие возможности по созданию универсального лекарства от гриппа. Кроме того, данную технологию можно применить для разработки лекарственных препаратов от множества различных инфекций.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026