Репортаж от Wedoany，Немецкие исследователи сообщили о методе превращения промышленного лигнина в функциональные покрытия с помощью низкоэнергетического суспензионного плазменного напыления (LE-SPS). Результаты опубликованы в журнале Journal of Bioresources and Bioproducts. Лигнин — сложный и сильно разветвленный биополимер, один из наиболее распространенных возобновляемых заменителей материалов на основе ископаемого сырья, однако на данный момент около 98% лигнина сжигается для рекуперации энергии.
Традиционные методы влажного химического нанесения покрытий обычно требуют органических растворителей, длительного времени обработки и внешних сшивающих агентов для формирования стабильных пленок. Новый метод LE-SPS использует модифицированную систему плазменного напыления с радиальным устройством впрыска суспензии для осаждения суспензии коллоидных частиц лигнина на стеклянную подложку. Этот процесс стабилизирует частицы лигнина с помощью жидкого носителя для обеспечения равномерного переноса массы, одновременно защищая частицы от экстремальных тепловых условий. В процессе водная суспензия впрыскивается в зону послесвечения плазмы, где капли перед осаждением подвергаются дроблению и испарению растворителя. Оптическая эмиссионная спектроскопия подтвердила наличие активных видов азота и кислорода, а измерения температуры газа показали, что водный носитель значительно снижает тепловую нагрузку на частицы.
Сканирующая электронная микроскопия показала, что покрытие является непрерывным и плотным, со средней толщиной около 4 микрометров. Комплексный спектральный анализ, включая рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье и ядерный магнитный резонанс, показал, что плазма индуцирует значительную химическую реконструкцию, увеличивая содержание кислородсодержащих функциональных групп, таких как карбонильные и карбоксильные группы, при этом изменяются ароматические сигналы. Покрытие демонстрирует сильное ослабление ультрафиолетового излучения в диапазонах UV-C, UV-B и большей части UV-A, с почти нулевым пропусканием на длине волны 270 нм. Кроме того, гидрофильное состояние поверхности с углом смачивания водой около 17 градусов показало многообещающие противоотуманные свойства в предварительных испытаниях.
Исследовательская группа отмечает, что это первое применение LE-SPS для осаждения покрытий на основе лигнина или других биополимеров, что представляет собой ранее не исследованное применение этого процесса. Эти результаты показывают, что LE-SPS является жизнеспособным, экологичным и масштабируемым способом получения плазменно-напыленных лигниновых покрытий. Исследование финансировалось программой zukunft.niedersachsen (совместная программа научного финансирования Министерства науки и культуры Нижней Саксонии и Фонда Фольксваген).
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
