- Регистрация
- 10 Янв 2023
- Сообщения
- 9,993
- Реакции
- 2,311
При стирке синтетической одежды выделяются тонкие волокна, которые смываются с сточными водами. Из-за своего небольшого размера и гибкости они плохо улавливаются традиционными методами очистки. Поэтому исследовательская группа из Института перспективных материалов при Университете Дикина в Джилонге, Австралия, изучила возможность создания фильтрующего материала из растительных волокон, способного задерживать такие волокна. Результаты работы были опубликованы в журнале Cellulose в сентябре 2026 года и находятся в свободном доступе.
Как из конопли делают фильтровальную бумагу
В качестве исходного материала использовались австралийская конопля и джут из Бангладеш. Волокна сначала отбеливали, а затем обрабатывали в течение примерно трех часов при температуре 105 градусов Цельсия так называемым глубоким эвтектическим растворителем, состоящим из хлорида холина и молочной кислоты. После этого высокопроизводительный смеситель измельчал их до нанофибрилл, то есть целлюлозных волокон нанометрового масштаба. Затем из этой суспензии методом вакуумной фильтрации получали тонкие круглые листы: нанобумагу.Хотя оба растения обрабатывались совершенно одинаково, результаты различались. Конопля дала значительно более тонкие фибриллы, в среднем около 12 нанометров, в то время как джут дал фибриллы около 29 нанометров. Конопляная бумага была плотнее и имела удельную поверхность примерно в семь раз большую, 31,9 квадратных метра на грамм по сравнению с 4,5. Исследователи объясняют это составом волокон: в процессе отбеливания сопутствующие вещества были более тщательно удалены из конопли. Их остаточное содержание составляло менее четырех процентов в конопле и около десяти процентов в джуте.
Цифры: Чем больше слоев, тем больше эффекта.
Для проведения фильтрационного теста команда использовала полиэфирные волокна, отделенные от сточных вод промышленной прачечной. Количество слоев нанобумаги, уложенных друг на друга, имело решающее значение для результата.- Конопля: примерно 75 процентов удержания при одном слое, 82 процента при двух слоях и 93 процента при трех слоях.
- Джут: приблизительно 56 процентов для одного слоя, 78 процентов для двух слоев и 89 процентов для трех слоев.
Значения можно оценить, сопоставив их с данными, приведенными в самой статье. Согласно этому сравнению, три слоя нанобумаги сопоставимы с фильтрами из целлюлозных нанофибрилл в сочетании со стандартной мембраной, для которых сообщалось о степени фильтрации более 96 процентов. Таким образом, конопляная бумага с показателем 93 процента немного ниже этого уровня, а не выше.
Что не показывает эксперимент
Сами авторы определяют ограничения, и они имеют решающее значение для практического применения. Фильтрация проводилась с помощью шприцевого насоса при фиксированной скорости потока. Требуемое давление не измерялось. Поэтому проницаемость материала, его сопротивление и постепенное засорение (загрязнение) остаются неизвестными. Фактический эффективный размер пор в воде также не был определен. Группа исследователей настоятельно рекомендует провести дополнительные испытания с измерением давления.Масштаб скачка от лабораторных условий к практическому применению иллюстрируется простым приблизительным расчетом, основанным на данных исследования. Площадь фильтра в эксперименте составляла чуть менее пяти квадратных сантиметров, а скорость потока — 40 миллилитров за один проход. Максимальная испытанная нагрузка соответствовала примерно 367 литрам на квадратный метр в час. Для фильтрации всего одного литра воды в минуту при такой скорости потребовалось бы примерно 0,16 квадратных метра нанобумаги — примерно в 330 раз больше экспериментальной площади. Способен ли материал выдерживать такой поток непрерывно, определить из исследования невозможно именно потому, что отсутствует давление.
Кроме того, остаются без ответа вопросы, которые могли бы определить пригодность нанобумаги для бытового использования или стирки: как часто можно чистить или использовать ее повторно, как она ведет себя при многократных циклах стирки и каковы производственные затраты? В исследовании не приводятся данные об энергопотреблении, затратах или оценке жизненного цикла процесса. Экологичность материала определяется возобновляемой и биоразлагаемой целлюлозой, а не оценкой методов обработки, включающих отбеливатели, растворители и высокоэффективные смесители.
Что означает это исследование для конопли
Исследование по-прежнему представляет интерес для конопляной промышленности, не столько из-за показателя в 93 процента, сколько из-за прямого сравнения с джутом. Оно показывает, что конопляные волокна можно измельчить более мелко и получить более плотные структуры в идентичных условиях. Это убедительный аргумент в пользу использования конопли в качестве сырья для технической целлюлозы, помимо ее традиционного применения. Наш обзор конопляного текстиля показывает, для чего уже используются конопляные волокна сегодня. А те, кто носит одежду из конопли, найдут советы по бережной стирке в статье «Уход за конопляными тканями».Также раскрывается информация о финансировании: помимо Австралийского исследовательского совета, исследование софинансировал Исследовательский институт Уорнера, который, согласно благодарностям, также предоставил конопляное волокно для эксперимента.
Примечание: Данная статья отражает ситуацию по состоянию на 15 сентября 2026 года. Приблизительный расчет площади фильтра представляет собой упрощенную оценку, основанную на экспериментальных параметрах, упомянутых в исследовании.
Подписывайтесь на
У Вас недостаточно прав для просмотра ссылки. Войдите или зарегистрируйтесь.
