Многоразовую бумагу научились делать из пыльцы. При создании уникального материала ученым пригодились 3D-технологии и картина Ван Гога

Что произошло

Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали экологичную бумагу для печати на основе пыльцы растений.

• В ходе экспериментов выяснилось, что нанесенный лазерным принтером слой чернил не повреждает материал, как это происходит в случае печати на обычной бумаге.
• После использования изображение можно смыть, а бумагу использовать повторно до восьми раз.

Детали

Авторы исследования отмечают, что обычная бумага изготавливается из целлюлозных волокон, а процесс включает в себя энергоемкие этапы. 

• Изготовление бумаги из пыльцы не наносит существенного вреда экологии.
• Ученые собирают пыльцу, а затем удаляют клеточные компоненты с помощью гидроксида калия. При этом в бумаге не остается молекул, способных вызвать аллергию.
• Материал промывают деионизированной водой и заливают получившийся микрогель в формы для высушивания на воздухе. Полученные листы толщиной около 0,03 мм обмакивают в уксусную кислоту, реагирующую с внешним слоем материала и препятствующую впитыванию влаги.
• Для того чтобы проверить бумагу, на ней распечатали репродукцию «Подсолнухов» Ван Гога с помощью стандартного лазерного принтера. Тонер держится на ней не хуже, чем на обычной целлюлозной бумаге.
• Краска удалится с листа, если на пару минут поместить его в слабощелочной раствор и высушить. После этого бумага готова к повторному использованию. Эксперименты показали, что она выдерживает до восьми циклов печати без потери структурной целостности.

История вопроса

Работа с микрогелем из пыльцы в Наньянском технологическом университете ведется уже несколько лет.

• В 2020 году ученые представили подвижную бумагу из пыльцы подсолнуха, которая способна меняться в зависимости от уровня влажности.

• Для демонстрации свойств бумаги из нее изготовили бутон магнолии. При погружении в воду он раскрылся как настоящий цветок.

• В 2021 году исследователи показали биосовместимые чернила для 3D-принтера из пыльцы подсолнечника. Для этого микрогель смешали с гиалуроновой кислотой и биоколлагеном.
• Из чернил напечатали биоскаффолд — трехмерный полимерный каркас, который имплантируется в тело и помогает организму восстанавливаться. Его заполняют клетки, которые далее воспроизводятся и продолжают образовывать биологическую ткань.
• Частицы пыльцы полые по своей структуре, поэтому, полагают ученые, их также можно будет использовать для транспортировки лекарств.

Почему это важно

Мировое потребление бумаги на сегодняшний день достигает 400 млн тонн в год. 

• Около 35% всех вырубленных деревьев используются для производства бумаги. Всего бумажная промышленность уничтожает около 100 млн га леса ежегодно, сообщает НПО Environmental Paper Network.
• Процесс изготовления бумаги связан с большими энергозатратами. На эту сферу приходится 2% вредных выбросов.
• При производстве используются химические вещества на основе хлора, серы, сероводорода и диоксида серы. Они попадают в реки и могут быть опасны для рыбы и других диких животных.
• Из-за экономических проблем некоторые страны сталкиваются с дефицитом бумаги. В 2022 году на Шри-Ланке были вынуждены перенести на неопределенный срок школьные экзамены для миллионов учеников из-за того, что в стране закончились запасы бумаги для печати тестов.