2019. július 01.
Biopolimerek kutatására nyert jelentős összegű támogatást a VBK akadémikusa.
„A ligninnel kapcsolatos vizsgálódásaink nem új keletűek, így rendelkeztünk a pályázat feltételeként megszabott, megfelelő számú hivatkozást tartalmazó publikációval, amelyek révén végül elnyertük a támogatást” – hangsúlyozta Pukánszky Béla akadémikus, a BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (VBK) Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék egyetemi tanára, aki kutatócsoportjával a közelmúltban szerzett jelentős összegű támogatást a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) pályázatán a „ Lignin tartalmú polimer keverékek előállítása és szerkezet-tulajdonság összefüggéseinek vizsgálata” című projektjével. „A természetes és biopolimerek iránti kutatói érdeklődés szerte a világon hatalmas, így Magyarországon is” – hívta fel a figyelmet a kutató, hozzátéve, hogy ennek fő okai között szerepel a természetes nyersanyagforrások felhasználásának környezetbarát jellege: a lignin megújuló forrásból származik, ezért a felhasználása a széndioxid-háztartást kedvezően érinti, másfelől biológiailag lebomlik. Ugyanakkor az is fontos szempont, hogy a műanyag megfelelő minőségű legyen, és ne bomoljon le idő előtt.
|
Az NKFIH 2018-ban meghirdetett „Jelentős nemzetközi hatású, kiemelkedő eredményeket elért kutatócsoportok támogatása” (KH_18) című, 1,2 milliárd forint keretösszegű pályázati felhívásával arra ösztönzi a hazai kutatócsoportokat, hogy újabb, szakterületük fejlődésére nagy hatást gyakorló további kutatásokat, illetve alkalmazott fejlesztéseket megalapozó eredményeket érjenek el, és azokat a legnagyobb láthatóságot jelentő nemzetközi tudományos folyóiratokban ismertessék, törekedve a jelentős idézettségre. A 2. értékelési szakaszra jelentkező hazai kutatócsoportok pályázatai közül 32 felelt meg a szigorú feltételeknek és nyert összesen csaknem 616 millió forint támogatást a hazai tudományos eredmények nemzetközi láthatóságát ösztönző kiválósági programban. A műegyetemi szakemberek közül ezúttal Pukánszky Béla akadémikus, a VBK Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék egyetemi tanára által vezetett kutatócsoport nyert, valamint Kovács Róbert, a GPK Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék adjunktusa, akinek kutatócsoportja „A nem-egyensúlyi termodinamika matematikai és kísérleti módszereinek fejlesztése” címmel kezdett új projektbe. (Utóbbi kutatócsoport munkájáról a bme.hu korábban már beszámolt – szerk.) A „Lignin tartalmú polimer keverékek előállítása és szerkezet-tulajdonság összefüggéseinek vizsgálata” című projekt 2018. 12. 01. és 2020. 11. 30. között zajlik, azaz futamideje két év. A projektben Pukánszky Bélán kívül Kállay-Menyhárd Alfréd, a VBK Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék docense vesz részt). |
|
|
|
A lignin forrása
A téma környezetvédelmi oldala nemcsak a kutatók érdeklődésének középpontjában áll. A napi hírekben is gyakran megjelenik a hagyományos műanyagokból származó hulladékok mennyiségének növekedéséből – és a lebomlás lassúságából – fakadó problémákból adódóan, de sokat hallani róla a tengerekben található, elaprózódott mikroműanyagok okozta veszélyekkel összefüggésben egyaránt. A megoldások egyik fontos pillére a törvényi szabályozás szigorítása: egyes országok – a közelmúltban például Tanzánia – már betiltották az egyszer használatos műanyag zacskók gyártását és forgalmazását, miközben az Európai Unió törvényi szabályozása is hasonló céllal fogalmazott meg javaslatokat. (Az EU általános ügyekkel foglalkozó tanácsa a műanyagszennyezéssel szembeni fellépés jegyében 2019 májusában tilalmat fogadott el bizonyos egyszer használatos műanyagokra vonatkozóan: az irányelv értelmében 2021-től tilos lesz az egyszer használatos műanyag tányérok, evőeszközök, szívószálak, lufipálcák és fültisztító pálcikák használata – szerk.)A nagyon lassan lebomló hagyományos műanyagok helyett a környezetet, az élővilágot kevésbé terhelő alternatív anyagok kifejlesztésének lehetőségei közül Pukánszky Béla és kutatócsoportja a lignin alkalmazhatóságát kutatja.
„Több oka van annak, hogy miért pont a ligninnel kezdtem el foglalkozni, ami egy térhálós szerkezetű ún. polifenol: egyrészt mert vannak benne fenolos hidroxilcsoportok, amelyek a poliolefinekben – például az igen elterjedt polietilénben – gyökfogóként hatnak és stabilizátorként működnek, a műanyag minőségét javítják. Másrészt nagy mennyiségű lignin keletkezik gyártási folyamatok melléktermékként, mivel a növények vázanyaga – fajtájuktól függően – 15-35% lignint tartalmaz” – részletezte a professzor. A fa fontos alkotója a lignin, amely a papír vagy a bioetanol előállítása során (utóbbihoz gyakran szalmát használnak fel), a cellulóztartalom kinyerésekor melléktermékként keletkezik – állagát tekintve barna porként.
|
Ligninpor |
Ligninszemcsék |
„Kutatásaink kiindulópontja az volt, hogy ez egy olcsó melléktermék, természetes polimer: próbáljunk meg polimerkeverékeket alkotni belőle. Ezeket használhatjuk szerkezeti anyagként, mivel a keverékek, a kompozitok nagy része ilyen jellegű anyag” – ecsetelte Pukánszky Béla, hozzátéve, két irányban folytatják tudományos tevékenységüket. Az egyik, hogy számos gyakorlati célra felhasználható műanyagot készítsenek: ezt önmagában a lignin és a polimerek keverékével nem lehet megoldani, ezért olyan kompozitokat állítanak elő, amelyekben természetes szálak is vannak, és így a szilárdság, valamint a törési ellenállás is javul. A professzor elárulta, már tapogatóznak egy cégnél a konkrét gyártás jövőbeli elindítására, amely főként a műanyagipar számára készíthetne nyersanyagot. Az új típusú műanyag bármilyen hagyományos műanyag funkcióját el tudja látni: használati tárgyak, vagy kevésbé igényes autóalkatrészek stb. készülhetnek belőle. Előnye, hogy 60-80% természetes anyag van benne és csak 20% szintetikus eredetű, ami kedvező a széndioxid háztartás szempontjából. „A másik kutatási irány a lignin szerkezetének a kémiai módosítása, ez nehezebb probléma, lassabban is haladunk vele” – osztotta meg a szakember.
Lignin molekula
Pukánszky Béla csaknem két évtizede kutat és oktat e területen és ez idő alatt számos – BSc-s, MSc-s vagy PhD – hallgatója vett részt a kutatásokban. „Kun Dávid ehhez a témához kapcsolódó doktori disszertációt írt, de most is fiatal tehetségek, például Pregi Emese foglalkoznak a területtel. Tanítványaimmal több, magas hivatkozású cikket írtunk a közelmúltban: így készült a pályázat elnyerését eredményező cikk , és a „BME 2017. évi legjelentősebb tudományos közleménye” címet tavaly elnyert review írásunk is így született. E terület vonzerejét az jelenti, hogy a lignin nagyon sokféle anyaggá alakítható: még rengeteg feladatot ad a kutatóknak” – összegezte a professzor.
HA-GI
Fotó: Philip János