Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с Институтом химии и химической технологии СО РАН разработали новую технологию переработки древесного лигнина, которая позволяет создавать полимеры для применения в самых различных отраслях. Эти материалы могут использоваться в производстве органических светодиодов (OLED-дисплеев), в медицине в качестве носителей лекарственных средств, а также в солнцезащитных кремах, предотвращая вредное воздействие ультрафиолета.
Разработанная технология основывается на последовательной модификации лигнина через реакции азосочетания и сульфатирования. Лигнин, накопленный в больших объемах на деревообрабатывающих предприятиях и традиционно считавшийся отходом, становится ценным сырьём для получения новых полимеров. Эти полимеры обладают уникальными светочувствительными свойствами и могут изменять свои характеристики под воздействием света, что открывает широкие возможности их использования в высокотехнологичной продукции.
Примечательно, что такие полимеры могут служить платформой для создания органических светодиодов, которые используются в экранах телевизоров и других устройствах с дисплеями. В медицине эти материалы могут выполнять функцию носителей лекарств, обеспечивая точную доставку активных веществ в нужные участки организма и высвобождая их под воздействием света. Также такие полимеры способны защитить кожу от ультрафиолетового излучения в составе солнцезащитных кремов, предотвращая солнечные ожоги.
Лигнин и его производные также обладают противомикробной, антивирусной и противоопухолевой активностью, что делает их перспективным материалом для разработки новых медицинских препаратов. Молекулы получаемых полимеров достаточно велики, чтобы не проникать через кожный барьер и не попадать в кровоток, что делает их безопасными для использования в косметике.
Еще одной областью применения новых полимеров может стать сельское хозяйство, где они могут использоваться в составе удобрений и гербицидов. В этом случае полимерные гранулы могут не только обеспечивать пролонгированное действие удобрений, но и защищать действующие вещества от разрушения ультрафиолетом, что позволяет увеличить эффективность агрохимической продукции.
По словам исследователей, лигнин, переработанный с помощью данной технологии, может стать альтернативой технической сажи, применяемой в производстве резины. Производные лигнина оказываются более экологичными и могут повысить износостойкость эластомеров.
В завершение ученые отметили, что полученные полимеры имеют яркую окраску — от красной до желтой, что открывает перспективы их использования в текстильной промышленности и для создания различных покрытий. Такие красители отличаются высокой стойкостью и глубоко проникают в материалы, что делает их эффективным решением для различных отраслей.
Исследования проведены в рамках государственного заказа Министерства науки и высшего образования России. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Springer Nature, что подтверждает высокий уровень исследования.