Группа исследователей под руководством Университета Миннесоты изобрела новую молекулу мыла, изготовленную из возобновляемых источников, которая может значительно сократить количество химических веществ в чистящих средствах и их воздействие на окружающую среду.
Молекулы мыла также работали лучше, чем некоторые обычные мыла, в сложных условиях, таких как холодная и жесткая вода. Технология запатентована Миннесотским университетом и лицензирована новой стартап-компанией Sironix Renewables из Миннесоты.
Новое исследование уже опубликовано в Интернете и будет опубликовано в следующем выпуске ACS Central Science Американского химического общества, ведущего журнала в области химических наук. В число авторов исследования входят исследователи из Университета Миннесоты, Делавэрского университета, Массачусетского университета в Амхерсте, компании Sironix Renewables, а также Центра катализа энергетических инноваций Министерства энергетики США и Аргоннской национальной лаборатории..
"Наша команда создала молекулу мыла, изготовленную из натуральных продуктов, таких как соевые бобы, кокос и кукуруза, которая работает лучше, чем обычное мыло, и лучше для окружающей среды", - сказал Пол Дауэнхауэр, доцент кафедры химии Миннесотского университета. инженерия и материаловедение и соавтор исследования. «Это исследование может оказать серьезное влияние на многомиллиардную индустрию чистящих средств».
Обычные мыла и моющие средства считаются вредными для окружающей среды, поскольку они производятся из ископаемого топлива. При приготовлении шампуней, мыла для рук или средств для мытья посуды эти мыла смешиваются со многими дополнительными труднопроизносимыми и вредными химическими веществами, которые смываются в канализацию.
При финансовой поддержке Министерства энергетики США исследователи из Центра катализа энергетических инноваций разработали новый химический процесс для объединения жирных кислот из соевых бобов или кокоса и колец, полученных из кукурузы, для получения возобновляемой молекулы мыла под названием олео- Фуран-ПАВ (ОФС). Они обнаружили, что OFS хорошо работает в холодной воде, где обычное мыло становится мутным и липким, что делает его непригодным для использования. Кроме того, было показано, что мыла OFS образуют мыльные частицы (называемые мицеллами), необходимые для очистки при низких концентрациях, что значительно снижает воздействие на окружающую среду рек и озер.
Новое возобновляемое мыло OFS также было разработано для работы в условиях чрезвычайно жесткой воды. Во многих местах по всему миру минералы в воде связываются с обычным мылом и превращают его в твердую слизь.
"Я думаю, у всех была проблема, пытаясь смыть шампунь с волос в жесткой воде - он просто не выходит", - сказал Дауэнхауэр.
Чтобы решить эту проблему, в большинство существующих мыл и моющих средств добавляется ряд дополнительных химических веществ, называемых хелантами, для захвата этих минералов и предотвращения их взаимодействия с молекулами мыла. Эта проблема привела к появлению длинного списка дополнительных химических ингредиентов в большинстве обычных чистящих средств, многие из которых вредны для окружающей среды.
Новое мыло OFS устраняет проблему жесткой воды за счет использования природного источника, который не сильно связывается с минералами в воде. Исследователи обнаружили, что молекулы OFS образуют мыльные частицы (мицеллы) даже в условиях жесткой воды, в 100 раз превышающих обычные. В результате список ингредиентов чистящего средства может быть значительно упрощен.
«Воздействие мыла OFS будет больше, чем его моющие свойства», - сказала аспирант Миннесотского университета химической инженерии и материаловедения Кристин Джозеф.«OFS состоит из прямых углеродных цепочек, полученных из соевых бобов или кокосового ореха, которые легко разлагаются биологически. Это действительно идеальные молекулы мыла».
Исследователи также используют катализаторы в виде наночастиц, чтобы оптимизировать структуру мыла для пенообразования и других очищающих свойств. Было показано, что в дополнение к биоразлагаемости и моющим свойствам OFS пенится с консистенцией обычных моющих средств, что означает, что он может напрямую заменить мыло в существующем оборудовании, таком как стиральные машины, посудомоечные машины и потребительские товары..
Изобретение новой мыльной технологии является частью более широкой миссии Центра катализа энергетических инноваций (CCEI), исследовательского центра Министерства энергетики США, возглавляемого Делавэрским университетом. Созданная в 2009 году, CCEI сосредоточилась на трансформационных каталитических технологиях для производства возобновляемых химических веществ и биотоплива из природных источников биомассы.