Российские исследователи разработали экологичный и недорогой впитывающий компонент для подгузников на основе эфиров целлюлозы. Он быстро впитывает влагу, обладает высокой удерживающей способностью, биоразлагается в течение года, а его стоимость в разы ниже аналогов. Работа выполнена сотрудниками подведомственного Минобрнауки России Мордовского государственного университета (МГУ) им. Н.П. Огарева.
После введения санкций в России индустрия гигиенических товаров стала испытывать трудности. Так как основной впитывающий компонент для подгузников завозится из-за рубежа, был нарушен процесс их производства. Представленные на рынке подгузники созданы на основе синтетических суперсорбентов, которые обладают рядом серьезных недостатков: отсутствие биологической разлагаемости, зависимость от цены на нефть (основного сырья при производстве), высокая себестоимость. Разработанный мордовскими учеными органический аэрогель BioLife позволит решить эти проблемы.
По словам авторов, материал обладает конкурентными характеристиками: экологичностью, высокой скоростью впитывания — от 10 до 30 секунд, способностью удерживать влагу под нагрузками, простым составом и низкой стоимостью.
«По структуре аэрогели представляют собой древовидную сеть из объединенных в кластеры наночастиц размером 2–5 нм и пор размерами до 100 нм. В нашей лаборатории разработана уникальная методика их получения без использования дорогостоящих и продолжительных во времени технологий — сверхкритическая сушка, изготовление геля и т.д. Всего за 2,5 часа (вместо 20-40 часов) мы получаем сам аэрогель, и столько же времени требуется для производства продуктов его модификации, притом модификацию можно проводить как поверхностную, так и по всему объему аэрогеля. Таким образом, зная требования к суперабсорбенту, мы разработали подход и получили материал с требуемыми характеристиками. Предлагаемый сорбент имеет развитую, контролируемую пористую структуру, что позволяет собирать за короткое время большое количество жидкости. При этом сорбент не превращается в гель, как аналоги, а происходит его набухание с сохранением первоначальной твердой формы. За счет большого количества открытых пор сорбент эффективно удерживает в себе воду даже при физических воздействиях — нажиме, скручивании и т.д. Благодаря уникальным свойствам при нахождении в природе сорбент способен к самостоятельному разложению. Продукты разложения абсолютно безвредны и представляют собой воду и углекислый газ», — рассказывает заведующий кафедрой неорганической и аналитической химии МГУ им. Н.П. Огарева, региональный представитель Научно-образовательного центра мирового уровня «Инженерия будущего», кандидат химических наук Александр Долганов.
Изобретение запатентовано в качестве материала нефтехимического синтеза, используемого для создания высокотехнологичного продукта — высокоэффективных экологически безопасных сорбентов для нефти и нефтепродуктов.
Благодаря тому, что материал может запасать воду в больших объемах и при необходимости ее высвобождать, поддерживая оптимальную влажность почвы, его можно использовать в сельском хозяйстве, ландшафтном дизайне, садоводстве.
«Более 80% впитывающих гигиенических средств приходится на зарубежные бренды, частично производящие свой товар в России. Отечественные компании есть, но они работают с импортными материалами. В новых условиях, когда нарушены поставки сырья для производства гигиенических средств, бренды увеличивают цены. Больше всего подвержены влиянию санкций производители, работающие с суперсорбентами. Разработка наших ученых имеет простой состав, обладает экологичностью и низкой себестоимостью. Она позволит решить сложившиеся проблемы в импортозамещении для компаний-производителей гигиенических товаров», — резюмирует ректор МГУ им. Н.П. Огарева Дмитрий Глушко.
Внедрение разработки запланировано на 2023 год.
Сорбент запатентован и создан в рамках стратегического проекта «Материалы нового поколения и энергосбережение» программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» нацпроекта «Наука и университеты». Напомним, что в рамках этого же национального проекта создаются научно-образовательные центры мирового уровня.