Электронно-пучковая плазма режет хитин

Резать хитин и хитозан электронно-пучковым «резаком» надёжнее и действеннее, чем простыми химическими способами.

Немногим больше месяца осталось до начала мая, в то время, когда многие отправятся на собственные дачи – и встретятся в том месте с майскими жуками. И, как у всякого дачника имеется лопата, так и у всякого жука имеется прекрасные и прочные хитиновые надкрылья. На всякий случай добавим, что из хитина состоят на лишь надкрылья, но и целый экзоскелет жуков, и не только жуков, но и всех членистоногих, и потому возможно себе представить, как обширно хитин распространен в природе – в этом смысле из всех полисахаридных полимеров он уступает лишь целлюлозе.

Собственной большой распространенностью хитин обязан тому, что его обучились «применять» членистоногие, бактерии и грибы. (На фото – жук-бронзовка.) (Фото: itchydogimages / Flickr.com.) Деполимеризация хитозана в электронно-пучковой плазме, генерируемой в кварцевого перемешивающего устройства. (Фото: МФТИ.)‹ ›

Но в случае если из целлюлозы мы в далеком прошлом обучились делать бумагу и очень многое, очень многое второе, то вот с применением его производных и хитина дела обстоят более робко. Оказалось, что запрещено просто так забрать хитин и сделать из него что-нибудь нужное (к примеру, базу для костного имплантата) – тому помехой множество изюминок хитина, среди них и его нехорошая растворимость. Но природный хитин обучились превращать в более податливое для химических манипуляций соединение – хитозан.

По сути, хитозан – это тот же хитин, лишь без одной химической группы. В отличие от собственного природного аналога, хитозан куда как более «user friendly»: он достаточно прекрасно растворяется в разных растворителях, соответственно, его уже возможно применять в производстве. Но и с хитозаном не всё так гладко, как хотелось бы.

И природный хитин, и хитозан – «долгие» полимеры с громадной молекулярной массой, каковые очень некомфортно применять. Исходя из этого перед тем, как делать что-то из хитозана, его молекулу прекрасно бы разрезать на кусочки в десятки, в противном случае и в много раз меньшие. На химическом языке такая операция именуется деполимеризация.

Само собой разумеется, ничего неосуществимого с позиций химика в деполимеризации хитозана нет, но на протяжении таковой реакции употребляются агрессивные вещества, образуется много отходов, да и по времени процесс может занимать пара дней. Решить все эти неприятности разом посредством принципиально экологичного способа и нового производства низкомолекулярного хитозана удалось сотрудникам Столичного физтех университета (МФТИ) и их сотрудникам из Северного арктического федерального университета имени М. В. Ломоносова. Вместо того, дабы днями «варить» хитозан в едких химикатах, исследователи обучились «нарезать» полимер на кусочки посредством электронно-пучковой плазмы.

Для этого порошок хитина и хитозана помещают в особый электронно-пучковый плазмохимический реактор, в котором электронно-пучковая плазма генерируется инжекцией постоянного дорелятивистского электронного пучка в среду, складывающуюся из паров воды и кислорода. В то время, когда электронный пучок проходит через газ, происходит ионизация, диссоциация и возбуждение его молекул, благодаря чего появляются радикалы и другие химически активные частицы в очень высоких концентрациях.

В случае если сейчас ввести в плазму порошок хитина либо хитозана, то частицы вместе с электронами первичного пучка разрежут молекулы полимера. Наряду с этим температура порошка на протяжении обработки остаётся на уровне комнатной, что отлично для вещества, потому, что высокая температура – один из основных неприятелей полимеров.

Одно из нужных особенностей хитозана – его высокая биосовместимость с живыми тканями, возможность биодеградации и низкая токсичность, помимо этого, хитозан снижает размножения бактерий и темпы роста. Принципиально важно, что его бактерицидная активность сильно зависит от размера молекул полимера, и этим именно и обусловлен большой интерес исследователей к низкомолекулярному хитозану.

Электронно-пучковая плазма нисколько не портит бактерицидные особенности хитозана, что удалось показать на примере стафилококков, кишечной палочки и нескольких видов грибов. Нужно думать, что экспериментальные результаты, размещённые в Carbohydrate Polymers, в недалеком будущем отыщут самое широкое использование в самых разных научно-технологических отраслях.

Создатель: Максим Абаев

Источник: Наукаи жизнь (nkj.ru)

Случайные записи:

• Союз меча и орала: как юго-восточные кочевники подружились с северо-западными земледельцами
• Долговременная память формируется одновременно с кратковременной

Профессионал художественная резка металла плазмой.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Электронно-пучковая плазма поможет экологично производить биополимеры

  Исследователи из МФТИ при участии сотрудников из Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова создали новый метод…

• Переделка электронного трансформатора в более мощный

  При сборке той либо другой конструкции время от времени поднимается вопрос источника питания, в особенности в случае если устройство требует…

• Электронный замок на ардуино

  Ведущего канала youtube «AlexGyver» просили сделать электронный замок собственными руками. Вам очень рады на цикл видео про электронные замки на arduino….

• Что общего между электронной книгой и осьминогом?

  В будущем обладатели электронных книг откроют собственный девайс и заметят полноцветные страницы, воспроизведенные при помощи того же способа, каким…