Новый шаг к стопроцентно биоматериалам: каучук из березовой коры

От автомобильных шин до подошв обуви, резина присутствует повсюду в нашей жизни. Однако большинство видов резины, используемых сегодня, представляют собой сложные комбинации синтетических и натуральных полимеров с немалым углеродным следом. На пути к полностью биоразлагаемым и возобновляемым материалам исследователи столкнулись с серьезными трудностями в производстве 100% биокаучука без ущерба для его характеристик.

Так было до тех пор, пока Томас Баумгартен, биохимик из Швеции, не решил попробовать что-то новое. Его компания Reselo AB сумела создать новый тип экологически чистого каучука, полученного из… березовой коры. Это открытие может заменить синтетический каучук во многих промышленных областях и способствовать переходу к настоящей биоэкономике.

Суберина – молекула, скрытая в березовой коре

История началась в Wallenberg Wood Science Center (WWSC) в Стокгольме, где Баумгартен исследовал новые способы использования лесной биомассы. В шведской промышленности, осознающей неопределенное будущее бумаги, необходимость найти другое применение древесине стало приоритетной задачей. Так появилась Reselo.

«Я был удивлен, узнав, что кора березы содержит природное соединение под названием суберин – сеть жирных кислот, придающих коре эластичность. Мы извлекли этот суберин, отделили его, а затем химически преобразовали в материал с эластомерными свойствами. В результате получился биокаучук с замечательными характеристиками», – объясняет Баумгартен.

В отличие от других пород деревьев (таких как ель или сосна), береза имеет относительно простой химический состав, что делает процесс извлечения гораздо более эффективным. Кроме того, до 40 % массы березовой коры может составлять суберин, что подтверждает промышленную целесообразность процесса.

Биокаучук, но не такой, как натуральный

Каучук Reselo не является изопреновым — он не основан на той же химической структуре, что и натуральный латекс. На самом деле это натуральный полиэстер, полученный из жирных кислот с длинными цепями, что делает его совершенно отличным от классических каучуков. Тем не менее, его можно смешивать с другими эластомерами и добавками для получения прочности и гибкости, сопоставимых с синтетическими каучуками.

«Например, в обувной промышленности используются сложные рецептуры резины. Наша резина может использоваться в пропорции 100% или в сочетании с другими материалами для сокращения использования полимеров на основе нефти. Это практичное решение для уменьшения углеродного следа», — утверждает основатель Reselo.

Производительность, устойчивость, но и прозрачность

Хотя полная биоразлагаемость еще не является приоритетом (поскольку такие продукты, как обувь или автомобильные шины, не должны быстро разлагаться), Reselo рассчитывает на то, что химический состав суберина приведет к более экологичному разложению, чем у традиционных пластиков.

Но настоящий вызов, по словам Баумгартена, заключается не только в технологии, но и в прозрачности отрасли.

«Не хватает данных об углеродном следе синтетического каучука. С введением новых европейских норм по прослеживаемости и устойчивости промышленность будет вынуждена обосновывать источники и воздействие каждого сырья. И здесь появятся различия».

Возможность для ответственного лесопользования

Хотя натуральный каучук считается биоматериалом, способы его производства во многих странах (особенно в условиях интенсивных монокультур) оставляют желать лучшего. В отличие от этого, каучук из березы, полученный из возобновляемых и устойчиво управляемых ресурсов, может стать образцом для подражания в биоиндустрии.

Эта инновация открывает новые возможности и для других стран  с богатыми лесными ресурсами и традициями деревообработки. Интеграция таких инноваций в лесную экосистему может принести дополнительную выгоду от продуктов, которые до недавнего времени считались отходами, таких как березовая кора.

Каучук из березовой коры – это не просто научный эксперимент, а прагматичный шаг к биоэкономике. Эффективный, устойчивый и конкурентоспособный продукт Reselo может переопределить наше понимание использования древесины и лесных ресурсов. Это яркое доказательство того, что леса могут дать гораздо больше, чем дрова или пиломатериалы — они могут обеспечить инновации, устойчивость и экономическую ценность, если ими управлять с дальновидностью и ответственностью.

Ниже мы приводим интервью руководителя компании Reselo, знакомство с которым углубляет понимание идеологии и процесса становления компании.

Reselo – Замена синтетического каучука корой

Ежегодно в мире производится более 15 миллионов тонн каучука на основе ископаемых ресурсов, что приводит к появлению таких продуктов, как автомобильные шины, ободки для волос, шланги и подошвы для обуви. Производство каучука приводит к значительным выбросам углекислого газа, и многие компании ищут более экологичные альтернативы.

Reselo, ответвление KTH, разрабатывает биорезину, полностью основанную на коре, побочном продукте лесной промышленности. Цель состоит в том, чтобы заменить ископаемый каучук, который используется в широком спектре продуктов и способствует большим выбросам углекислого газа.

Томас Баумгартен

Предыстория Reselo восходит к исследовательскому проекту в KTH, финансируемому  Wallenberg Wood Science Center. Проект был направлен на дальнейшее изучение использования компонентов из бересты и их модификацию с помощью ферментов для создания новых материалов. «В процессе выделения молекул суберина из бересты я понял, что можно создать материал непосредственно из суберина. Удивительно, но созданный мной материал обладал эластомерными свойствами, то есть  мог растягиваться при сильном сопротивлении, а затем быстро сжиматься и полностью возвращаться к своей первоначальной форме. Материал также обладал интересными свойствами, такими как высокая гибкость и водостойкость», — говорит Томас Баумгартен, соучредитель и главный технический директор Reselo.

Было далеко не очевидно, что из этих открытий возникнет компания.

– Как исследователь, я сначала не думал открывать компанию, но я видел несколько примеров успешных спин-аутов из лаборатории Стокгольмского университета, где я защитил докторскую диссертацию. И наличие возобновляемого, не содержащего ископаемого сырья материала, который, казалось, можно было бы производить в промышленных масштабах, побудило меня рассмотреть возможность коммерциализации этой технологии.

Значительная поддержка от KTH Innovation

Компания Reselo с самого начала получила значительную поддержку от KTH Innovation, и в 2020 году была основана.

– KTH Innovation оказали большую поддержку — не в последнюю очередь в работе по выявлению и защите наших прав интеллектуальной собственности. Поскольку это стартап, ресурсы ограничены, и поэтому их помощь была высоко оценена.

Интересной особенностью биорезины Reselo является то, что ее можно адаптировать к различным качествам резины, вулканизировать как современную резину, производить на существующем оборудовании и, таким образом, полностью заменить существующую резину на основе ископаемых.

Инновации Reselo привели к серии совместных проектов с различными компаниями. Одним из таких примеров является производитель обуви Skråmträsk sko, для которого Reselo разрабатывает подошву. Благодаря победе в конкурсе инноваций финского производителя шин Nokian Tyres Fast Race, Big Change 2023, Reselo получила возможность изучить условия для будущего сотрудничества в самом крупном сегменте рынка резины. Reselo также является частью инновационного центра Mobility Xlab, где такие автомобильные компании, как Volvo Cars, Polestar и AB Volvo, сотрудничают со стартапами. Там они изучают другие возможные применения в салонах автомобилей — помимо автомобильных шин.

Ожидается больше патентов

Компания имеет как зарегистрированную в ЕС торговую марку в виде названия Reselo, так и патент, одобренный PRV в декабре 2023 года. Кроме того, они также подали заявку PCT.

– Для стартапа патенты особенно важны в отношениях с потенциальными инвесторами. Они показывают, что вы делаете успехи и что ваша технология имеет очевидную ценность. Отчеты о поиске от PRV и от IPO также были очень ценными. Там мы видим новизну в том, что мы представляем, и усиливаем нашу аргументацию — не в последнюю очередь по отношению к инвесторам.

Томас Баумгартен видит больше заявок и больше потенциальных патентов для Reselo в будущем. Но это произойдет в свое время.

Сосредоточьтесь на создании продуктов и масштабировании операций

– Сейчас основное внимание уделяется внедрению нашего материала в продукцию клиентов. Это происходит в ходе итеративного процесса. Параллельно мы рассматриваем, как мы можем масштабировать нашу деятельность, включая планирование и строительство первой демонстрационной фабрики. Следующий шаг – рассмотреть возможность международной экспансии, заключает Томас Баумгартен.

Интервью было взято в 2024 году. Фото: Лиза Джонсон/Pixabay

https://www.prv.se/en/entrepreneurs/entrepreneurs-tell-their-story/reselo