Ученые нашли способ сделать производство нейлона намного безопаснее для Земли
С 1930-х годов, когда термин «нейлон» использовался для описания волокон, изготовленных из двух полиамидов, этот материал неуклонно проникал в нашу жизнь множеством способов. Он легкий, но прочный, что делает его идеальным кандидатом для всего: от компонентов двигателя и деталей машин до ветровок, веревок и даже искусственных мышц. Но производство нейлона просто-напросто вредно для окружающей среды.
Все потому, что процесс химической экстракции, который приводит к созданию нейлоне, начинается с отходов нефтеперерабатывающих заводов, называемых фенолом. Это вещество подвергается воздействию высоких температур и высокого давления газообразного водорода для получения сначала циклогексанола, а затем адипиновой кислоты, составляющей около 50% структуры нейлона. Эта энергоемкая процедура высвобождает около 10% закиси азота в мире, а закись азота — это парниковый газ, который в 265 раз сильнее влияет на глобальное потепление, чем газ углекислый.
Принимая во внимание, что мировое производство нейлона, как ожидается, будет способствовать росту автомобильной промышленности до 6,4% в годовом исчислении, исследователи из Лейпцигского университета в Германии решили найти способ сделать производство материала более экологичным.
Сначала они сосредоточились на другом способе получения адипиновой кислоты из фенола. Им это удалось, введя в процесс электрический ток для превращения фенола в циклогексанол.
«Химическая трансформация, стоящая за этим, такая же, как и в установленных процессах, — сказал соавтор исследования Фальк Харниш. — Однако электрохимический синтез заменяет газообразный водород электрической энергией, которая происходит в водном растворе и требует только давления и температуры окружающей среды».
Чтобы перейти к следующему шагу, исследователи использовали процесс, подтвержденный в более раннем исследовании, в котором бактерия Pseudomonas taiwanensis превращала циклогексанол в адипиновую кислоту.
Наконец, чтобы еще больше очистить методику, исследователи начали экспериментировать с получением фенола из лигнина, побочного продукта деревообрабатывающей промышленности, который уже рассматривался как альтернатива пластику. Используя электрохимический процесс, им удалось полностью преобразовать лигнин в адипиновую кислоту. Тем не менее, команда считает, что выход 57% для 22-часового процесса должен быть значительно улучшен, прежде чем его можно будет использовать в качестве замены фенола.
«Наша цель — сделать всю цепочку производства нейлона экологически чистой. Это возможно, если мы получим биоотходы в качестве сырья и сделаем процесс синтеза устойчивым», — отметил Фарниш.