Ученые разработали метод получения адипиновой кислоты из лигнина с помощью бактерий. Рассказываем, как новая технология позволяет создавать нейлон из возобновляемого сырья и снизить углеродный след.
Нейлон, знакомый многим по биркам на одежде, является ключевым материалом для производства автомобильных деталей, изоляции и медицинских товаров. Однако его основной компонент, адипиновая кислота, традиционно производится из нефти, что связано с высокими энергозатратами и значительным углеродным следом. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, предлагает революционный метод создания этого полимера из возобновляемых источников.
Ученые разработали технологию, которая позволяет преобразовывать лигнин — один из самых распространенных органических полимеров на Земле и основной компонент растительной биомассы — в адипиновую кислоту. Лигнин в огромных количествах остается в виде отходов при производстве бумаги и биотоплива. Его эффективная переработка может решить сразу две проблемы: утилизацию отходов и зависимость от нефтехимии.
Сложность всегда заключалась в неоднородном составе лигнина, который трудно перерабатывать в ценные химические соединения. Исследователи обошли это препятствие, объединив химические процессы, заимствованные из нефтепереработки, с биотехнологиями. Процесс начинается с обработки древесной щепы (тополя, сосны или березы) для извлечения лигнина, который затем проходит через серию химических реакций. Ключевым этапом стало использование генетически модифицированной бактерии Pseudomonas putida, которая преобразует сложную смесь кислот в промежуточное соединение — муконолактон, а затем в чистую адипиновую кислоту.
Экспериментальный процесс показал выход продукта около 26%, что уже является прорывом по сравнению с предыдущими методами (менее 20%), а теоретический предел достигает 57%. Хотя технология еще требует оптимизации для снижения стоимости катализаторов, она открывает путь к созданию нейлона из возобновляемых источников и может кардинально сократить количество промышленных отходов и углеродный след.
