Индийские исследователи нашли альтернативное использование отходов сахарного тростника.
От Британии до Мексики страны рассматривают возможность введения налогов на сахар, чтобы сократить потребление и обуздать глобальную эпидемию ожирения. В 2014 году около 600 миллионов человек, что примерно вдвое превышает население США, страдали ожирением. Решая эту проблему ранее в этом году, Всемирная организация здравоохранения указала пальцем на высокое потребление сахара, в частности, в сахаросодержащих напитках.
В то же время ассоциации сахарной промышленности и производители сахарного тростника предупреждают об огромных потерях рабочих мест, если страны отговаривают своих граждан от потребления сахара. В Южной Африке, например, промышленность предупреждает, что обсуждаемый налог на сахар сократит по меньшей мере 60 000 рабочих мест.
Но теперь, в исследовании, опубликованном в журнале Applied Surface Science, индийские исследователи нашли новое применение целлюлозе сахарного тростника в качестве источника высокофлуоресцентных углеродных квантовых точек. Это альтернативное использование отходов сахарного тростника, или багассы, может не только уменьшить количество сельскохозяйственных отходов, загрязняющих окружающую среду, но и предложить фермерам новый источник дохода.
«В нашем исследовании мы разработали простой, недорогой и эффективный метод зеленого синтеза флуоресцентных углеродных квантовых точек из жмыха сахарного тростника», - говорит доктор Рави Шанкаран Десингх, соавтор статьи и доцент. в Национальном центре нанонауки и нанотехнологий Мадрасского университета, Ченнаи, Индия.
Эти точки представляют собой крошечные углеродные наночастицы диаметром около четырех нанометров. Для представления о масштабе, 110 миллиардов таких точек, больше, чем количество звезд в Млечном Пути, уместились бы на булавочной головке.
Поскольку они излучают свет и нетоксичны, углеродные квантовые точки могут служить биосенсорами в светодиодах и даже доставлять лекарства в организм человека. Например, исследователи вводили жидкости, содержащие углеродные квантовые точки, в живое тело, чтобы получить его изображение изнутри.
Это исследование демонстрирует новый метод производства этих универсальных наночастиц. Для начала индийская команда нарезала жмых сахарного тростника на мелкие кусочки и сушила их на солнце в течение шести дней. После сжигания сухой багассы они химически окисляли и расслаивали ее.
Хотя этот подход производит полезное вещество, он также удаляет сельскохозяйственные отходы из окружающей среды. Более 90 стран производят сахарный тростник и, соответственно, отходы сахарного тростника. «Огромное количество сельскохозяйственных отходов - рисовой шелухи, жмыха сахарного тростника и кокосовой шелухи - ежегодно производится во всем мире, и они в значительной степени недоиспользуются», - сказал д-р Шанкаран..
Чтобы сделать сахар, машины измельчают стебли сахарного тростника, чтобы высвободить сахарный сок внутри них. Этот сок, высушенный и кристаллизованный, станет сахаром, который вы добавляете в свой кофе. Но каждые три тонны сахарного тростника, измельченные для производства сахара на заводе, дают около одной тонны багассы.
Было много попыток использовать жмых сахарного тростника, но это сложный материал для работы. Он непригоден для производства бумаги, потому что он очень тягучий. Его часто используют в качестве биотоплива, но примерно половина жома для этого непригодна, так как слишком влажная. «Переработка твердых отходов - сельскохозяйственных, пищевых, бытовых или промышленных - является важной областью исследований», - пояснил д-р Шанкаран. «Нанотехнология - это новейшая область, которая дает возможность создавать новые материалы для высокопроизводительных приложений из таких отходов».
Учитывая сокращение прибыли производителей сахарного тростника, наноматериалы могут дать ответ как для окружающей среды, так и для промышленности. «Преобразование твердых отходов в функциональные наноматериалы открывает новые возможности в области обращения с твердыми отходами, а также в производстве новых материалов», - говорит доктор. Шанкаран добавил.
Важно отметить, что эти углеродные квантовые точки из сахарного тростника так же хороши, как и те, которые сделаны с использованием других методов. Исследование показывает, что они такие же флуоресцентные и биосовместимые, как и другие углеродные квантовые точки.
В то время как сахар теряет популярность во всем мире, остатки сахарного тростника становятся полезным товаром. «Эти сельскохозяйственные отходы являются возобновляемым и устойчивым ресурсом, что делает работу многообещающим примером концепции превращения отходов в богатство», - заключил доктор Шанкаран.