Ученые из Томского политехнического университета (ТПУ) с индонезийскими коллегами впервые в России разработали гидрогель из остатков пищевых продуктов. В основе разработки уникальный метод, включающий ультразвуковую экстракцию, что представляет собой нестандартный подход в оптимизации процессов извлечения.
Этот метод обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными подходами, такими как обработка растворителем. Экстракция с использованием ультразвука требует более низких температур, происходит быстрее и позволяет получить больший объем полисахарида в форме сухого порошка.
Полученный полисахаридный экстракт смешали с кросслинкером (закрепителем смеси), что привело к созданию гидрогеля с высокой пористостью. Эта особенность позволяет гидрогелю эффективно абсорбировать воду на значительной площади. Главное преимущество в высокой способности улавливать тяжелые металлы, такие как хром, свинец, кадмий, ртуть и кобальт. Кроме того, такой гидрогель легко отделяется от воды через простой процесс обезвоживания, что делает его подходящим для использования в фильтрах и системах очистки воды.
Сейчас гидрогели делают из синтетических материалов. Для создания альтернативного варианта, ученые обратили внимание на использование бананов, яблок и апельсинов в качестве сырья, из которых были извлечены полисахариды. Технология уже была опробована в Индонезии в рамках совместного проекта томских и индонезийских ученых, но использовались полисахариды из манго и папайя. Различное содержание пектина, целлюлозы и крахмала оказывает влияние на структуру гидрогеля и его характеристики.
В настоящее время также разрабатывается технология извлечения вредных примесей из гидрогеля с целью его повторного использования.
На следующем этапе исследования ученые будут изучать способность гидрогелей эффективно удалять различные тяжелые металлы из воды. Это начнется с тестирования на модельных смесях, а затем перейдет к реальным образцам загрязненных вод Томской области и района острова Ява в Индонезии.
Фото: Gary Chan / Unsplash.com
