Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Аэрогель из ананасов поможет дольше хранить ананасы, и не только их

Волокна ананасовых листьев можно превратить в эффективный адсорбент, очищающий воздух от этилена.

Ананас – третий по объёму производства тропический фрукт после бананов и манго, при этом сам плод ананаса составляет всего треть от общей массы растения. Фото: Captain Skyhawk/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0

Из ананасовых листьев получают растительные волокна, которые затем измельчают и химическим путём модифицируют в аэрогель. Фото: Zi En Lim et al, Journal of Environmental Chemical Engineering (2020)

Сельское хозяйство оказывает огромное воздействие на окружающую среду. Под новые площади для плантаций и полей вырубаются тропические леса, химические заводы производят миллионы тонн удобрений, пестициды вредят полезным насекомым и другим животным – с каждым годом увеличивается натиск человечества на природу. Вдобавок к этому часть произведённых продуктов безвозвратно теряется при транспортировке и хранении. Если говорить о фруктах и овощах – то до одной пятой от собранного урожая пропадает ещё до того, как достигает полок магазинов (такие данные приводят исследователи для Сингапура).

Один из опасных «врагов» спелых фруктов и овощей – газ этилен. И дело вовсе не в утечках этого углеводорода с нефтехимических заводов, поскольку его вырабатывают сами растения. Этилен – это фитогормон, вещество, которое в очень малых концентрациях способно регулировать рост растений, запускать старение и опадение листьев, помогать растениям реагировать на внешние стрессовые факторы и т.д. В частности, этилен начинают активно выделять перезревшие плоды, заставляя «последовать» за собой их ещё не созревших соседей.

Это большая проблема, потому что если в контейнере, в котором перевозятся те же фрукты или овощи начинает расти концентрация этилена (а плодам достаточно миллионных долей этилена в воздухе, чтобы начать реагировать), весь груз может перезреть раньше времени, а то и вовсе сгнить ещё в пути. Не допустить этого и не потерять собранный урожай можно тремя способами. Во-первых, попытаться химически окислять выделяющийся этилен, например, с помощью перманганата калия – обычной марганцовки. Во-вторых, попробовать подавить активность рецепторов, чувствительных к этилену, другими словами помешать плодам «почувствовать», что в воздухе «пахнет» этиленом. Для этого используют вещество с названием 1-метилциклопропен. Ещё один вариант – просто очистить воздух от избытка этилена.

Исследователи из Национального университета Сингапура вместе с коллегами из нескольких научных центров Вьетнама пошли по описанному выше третьему пути и предложили очищать воздух от этилена с помощью адсорбента на основе аэрогеля. Аэрогели – это, как правило, твёрдые материалы с чрезвычайно низкой плотностью, практически весь объём которых занимает воздух. Фактически, это очень-очень пористая губка. Для таких материалов существует множество полезных и интересных применений, например, с их помощью в космосе ловили частички кометной пыли. Аэрогели можно делать из самых разных материалов, но в работе, опубликованной в Journal of Environmental Chemical Engineering, химики сделали аэрогель из весьма необычного материала – волокон из листьев ананаса.

Такой необычный выбор вовсе не случаен – ананасы, после бананов и манго, самый распространённый культивируемый тропический фрукт. Кроме того, непосредственно плоды ананасов составляют лишь треть от массы растения, а листья, стебли и всё остальное отправляется, как правило, либо в компост, либо сжигается на полях. И то, и другое - не самый лучший вариант, поскольку гниение и горение – это источники парниковых газов, с которыми сейчас по всему миру пытаются бороться. Оказалось, что если растительные волокна, выделенные из ананасовых листьев, обработать определённым химическим образом, и превратить в аэрогель, то он весьма неплохо будет справляться с поглощением этилена из воздуха. К тому же адсорбент, полученный фактически из растительных отходов, будет стоить недорого, и с его помощью можно будет уберечь больше фруктов и овощей от преждевременной порчи.

По материалам Journal of Environmental Chemical Engineering

Автор: Максим Абаев

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Статьи по теме