Tā ir bioloģiski noārdāma viela, kuru, visticamāk, lētāk ražot ar mikroorganismu palīdzību nekā sintezējot analogus no naftas. Izejvielu iegūst no koksnes kā makulatūras ražošanā.
Papildus celulozei lignīns atrodas koku, krūmu un zāles audos. Tas ir trīsdimensiju polimērs, kas sastāv galvenokārt no liela skaita fenilpropāna (C9H10) molekulu. Mūsdienu augos tas nodrošina mehānisku izturību, turot kopā celulozes šķiedras, kā arī aizzīmogo ķermeni un tā šūnas.
Lignīna saturs svārstās no 38% dažos skujkokos līdz 20% graudaugos. To iegūst papīra ražošanas laikā un līdz 98% no tā nekavējoties sadedzina. Pārējo pārstrādā degvielas briketēs vai pat apraka zemē. Cilvēki nav izdomājuši, kā to izmantot vairāk, taču arī lignīns nekaitē. Viela nav indīga, taču dzīvot blakus kapiem joprojām nav tā vērts - tā ļoti labi sadedzina.
Grūtības iegūt kaut ko noderīgu no lignīna ir tās molekulas lielums. Tas ir ļoti liels, un, lai no tā iegūtu aromātiskus ogļūdeņražus, līdzīgi tiem, kuru eļļā ir tik daudz, tas jāsadala “ķieģeļos”. Mūsdienu ķīmija, protams, to var izdarīt, taču tas ir grūti un dārgi. Ir daudz lētāk paņemt gatavās izejvielas no naftas.
Zinātnieku grupa no Amerikas Viskonsinas-Medisonas universitātes mēģināja atrisināt šo problēmu. Kā palīgus viņi izmantoja baktērijas Novosphingobium aromaticivorans, kas slavenas ar netipiskām gastronomiskām vēlmēm. Sākotnēji tie tika izolēti no zemes, pārpludināti ar eļļu, viņu pētījums parādīja, ka viņi saviem mērķiem var pārstrādāt dažādus aromātiskos ogļūdeņražus. Viņu spējas bija pietiekamas lignīnam.
Lai baktērijas pielāgotu uzņēmējdarbībai, zinātnieki no sava genoma izņēma trīs gēnus, lai viens no starpsadalīšanās produktiem, vispiemērotākais cilvēkiem, kļūtu par galīgo. Pēc tā saņemšanas baktērija nosūta rezultātu ārpusē un turpina jaunu lignīna devu.
Rezultāts šajā pētījumā bija savienojums ar grūti izrunājamu nosaukumu 2-pirone-4,6-dikarboksilskābe, par laimi, mums labāk pazīstams kā PDC. To var izmantot, lai sintezētu kaut ko citu, vai arī to var tieši pielietot. Pašlaik PDC kopējais ieguvums ir 59% no sākotnējās lignīna masas, autori uzskata, ka tehnoloģiju var uzlabot.
Reklāmas video:
Sīkāku informāciju skatiet Green Chemistry publicētajā rakstā.
Sergejs Sysoevs