Új találmány - Hulladékpapírból készült anyag, amellyel eltávolíthatók az olajszennyezések

2016.02.09

Alább beszámolunk a világ legelső cellulóz aerogéljéről, mely hulladékpapírból készül, természetes módon lebomlik, nem mérgező, rugalmas és ultra-erős.

A Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS) mérnöki kara világelsőként állított elő zöld cellulóz aerogélt hulladékpapírból, mely nem mérgező, ultrakönnyű, rugalmas, vízálló és erős. Ez az új anyag olajszennyezések eltávolítására, hőszigetelésre és csomagolásra egyaránt alkalmas, ezenkívül a gyógyászatban is felhasználható lehet. Az áttörést Duong Hai Minh egyetemi adjunktus (gépészmérnöki tanszék) és kutatócsapata érte el.

"Az aerogél az általunk ismert legkönnyebb szilárd halmazállapotú anyagok egyike, és kiválóan alkalmazható hőszigetelőként. A hagyományos aerogélek kovasavból készülnek, ami viszont nem környezetbarát. A cellulóz azonban olcsó, összetételének 75-85 százalékát pedig újrahasznosított papír teszi ki. A csapatunk egyszerű, költséghatékony és gyors metódust fejlesztett ki az aerogél papírhulladékból történő előállítására. Az alacsony hővezetés mellett ez az anyag rendelkezik számos egyedi tulajdonsággal is, úgymint a magas olajfelszívási kapacitás: négyszer több olajat képes magába szívni, mint bármi más a piacon. Izgatottan várjuk, miképp fogják ezt az új anyagot a gyakorlatban felhasználni" - mondta Duong.

A papírhulladék újrafelhasználása csökkenti a környezeti problémákat

A globális papírelőállítás 2020-ra várhatóan évi 500 millió tonnára emelkedik. Az évente termelt nagy mennyiségű papíralapú hulladék erdőpusztulást és környezetszennyezést okoz, ezen felül az óriási hulladékmennyiséget nehézkes megfelelő módon elégetni. Emiatt tehát az újrahasznosítás, vagy a hulladék átalakítása más hasznos termékekké rengeteget tesz hozzá a környezet védelméhez.

A NUS kutatócsapata környezetbarát metódust alakított ki az aerogél papírhulladékból történő előállítására.

"A folyamat 70 százalékkal kevesebb energiát használ fel, kevesebb káros anyagot bocsát ki a vízbe és a levegőbe, valamint kevesebb dioxint használ a klóros öblítés során. Gyorsabb is: az egész procedúra mindössze három napot vesz igénybe" - magyarázza Duong.

Négyszer hatásosabb, mint a többi abszorbens anyag

Az újfajta aerogél olajfelszívási kapacitása elképesztően magas. Az anyag képes a saját tömegének kilencvenszeresét felszívni, és mivel vízálló, csak az olajat vonja ki a vízből. Ezen felül utólag a felszívott nyersolaj több mint 99 százaléka kisajtolható belőle.

A cellulóz aerogél gyakorlati felhasználása kapcsán Duong egyetemi adjunktus a következőt jegyezte meg: "A tengeri olajszennyezések komoly ökológiai károkat okoznak, és veszélyeztetik a tengeri élővilágot. A felszívás ezen szennyezések eltávolításának a leghatásosabb módja. A polipropilén-alapú abszorbens anyagokat széles körben használják, azonban ezek nem bomlanak le, a felszívási kapacitásuk alacsony, és a procedúra is lassú. A mi fejlesztésünk ezért az olajszennyezések eltávolításának új, sokkal hatékonyabb módját jelentheti."

Hőszigetelő anyagok

Az új aerogélt hőszigetelőként is lehet alkalmazni épületekben.

Szingapúrban egy épület energiafogyasztásának kétharmadát teszi ki a légkondicionálás. A hőveszteség 25-50 százalékáért az ablakok, ajtók, alagsorok és tetők felelősek. Emiatt magas piaci igény van olyan környezetbarát anyagokra, melyek magas felszívással rendelkeznek, vízhatlanok, tudják szigetelni a hőt és a beépítésük sem túl költséges. Az épületek hőszigetelése becslések szerint 3,3 milliárd USD méretű piacot jelenthet.

"Az új cellulóz aerogélünk számos előnnyel rendelkezik hőszigetelőként. A vízhatlansága miatt száraz és esős klímában egyaránt használható, a struktúrája trópusi éghajlaton is körülbelül hat hónapig megmarad. Az anyag erőssége miatt maga az épület is ellenállóbbá válik. Emellett pedig az aerogél könnyű és vékony, így a falak is vékonyabbak lehetnek, ezáltal pedig a beltér mérete is nagyobb" - mondta Duong.

Egyéb felhasználási módok

Az új aerogélnek a csomagolóipar is hasznát láthatja. A műanyagból készült csomagolóanyagokat felválthatja a biológiailag lebomló aerogél-hab vagy nano-lap - mind a kettő környezetbarát.

A magas porozitású, nagy felszínű aerogél gyógyszerbevonatként is felhasználható lehet.

A NUS mérnökcsapata módját találta annak, hogyan emelje meg a cellulóz aerogél súlykapacitását: fém nanorészecskékkel dúsítják az aerogél cellulóz rostjait. Ezután laposra kalapálják az anyagot, hogy a belsejéből eltávozzon az összes levegő, az eredmény pedig egy mágneses, vékony filmréteg, melynek minden négyzetcentimétere 28 tonnát meg tud tartani.

Az MTMS-vegyülettel nem kezelt aerogél hidrofil, vagyis óriási mennyiségű vizet vagy folyadékot tud felszívni. Ezért pelenkák és higiénikus törlőkendők gyártásában is felhasználható.

Mindezek mellett a sűrített aerogél életveszélyes sebek - mint késszúrás vagy pisztolylövés - kezelésére is használható, ha a seb nyílásába fecskendezik. A szivacs kitágul a sebben, és nyomást hoz létre, amely elállítja a vérzést 20 másodpercen belül. Ez a magasfokú hatékonyság a jövőben rengeteg életet megmenthet.

Az ötlettől a piacig

A csapat szabadalmaztatta találmányát az Egyesült Államokban, Kínában, Indiában és Délkelet-Ázsiában. A licensz birtokosa a Bronxculture Pte Ltd, és a tervek szerint hamarosan elkezdik a tömegtermelést, valamint a további lehetséges felhasználási módok kutatását.


Forrás: National University of Singapore, Press Release, February 3 2016