Древесину «научили» впитывать и удерживать углекислый газ

Ученые из Университета Райса создали способ улавливания углекислого газа с помощью потенциально масштабируемого энергоэффективного процесса, который также делает древесину более прочным материалом для использования в строительстве. Результаты исследования были опубликованы в Cell Reports Physical Science.

ченый-материаловед Мухаммад Рахман и его сотрудники нашли способ включать молекулы кристаллического пористого материала, улавливающего углекислый газ, в древесину.

«Дерево — это устойчивый, возобновляемый конструкционный материал, который мы уже широко используем, — сказал Рахман. — Наша инженерная древесина показала большую прочность, чем обычная необработанная древесина».

Для достижения этой цели сеть целлюлозных волокон, придающая древесине прочность, сначала очищается с помощью процесса, известного как делигнификация.

«Древесина состоит из трех основных компонентов: целлюлозы,  гемицеллюлозы и лигнина, — сказал Рахман. — Лигнин — это то, что придает древесине цвет, поэтому, когда вы удаляете лигнин, древесина становится бесцветной. Удаление лигнина — довольно простой процесс, который включает двуступенчатую химическую обработку с использованием экологически безопасных веществ. После удаления лигнина мы используем отбеливатель или перекись водорода для удаления гемицеллюлозы».

Далее делигнифицированную древесину замачивают в растворе, содержащем микрочастицы металлоорганического каркаса, или МОФ, известного как каркас Калгари 20 (CALF-20). МОФ представляют собой сорбирующие материалы с большой площадью поверхности, используемые из-за их способности адсорбировать молекулы углекислого газа в свои поры. «Частицы МОФ легко включаются в целлюлозные каналы и прикрепляются к ним посредством благоприятных поверхностных взаимодействий», — сказал Сумьябрата Рой, научный сотрудник Райса и ведущий автор исследования.

МОФ являются одними из нескольких зарождающихся технологий улавливания углерода, разработанных для решения проблемы антропогенного изменения климата. «В настоящее время нет биоразлагаемого устойчивого субстрата для использования материалов, поглощающих углекислый газ, — сказал Рахман. — Наша древесина, усиленная МОФ, представляет собой адаптируемую опорную платформу для использования сорбента в различных приложениях с углекислым газом».