برای تولید مواد پلیمری ارزشمند حلال مناسب را انتخاب کنید
به گزارش سیناپرس همدان، لیگنین و سلولز پلیمرهایی هستند، مولکول‌های بزرگی که از واحدهای تکرار شونده تشکیل شده‌اند، که به همراه برخی از پلیمرهای دیگر در دیواره سلولی گیاه در یک نوار درهم قرار گرفته‌اند. لیگنین و سلولز دو پلیمر اصلی هستند و کلید استحکام محافظتی دیواره سلولی گیاه هستند.
اجزای لیگنین را می توان به محصولات زیستی با ارزش تبدیل کرد. با این حال، جداسازی و ساختارشکنی پلیمرهای لیگنین در دیواره‌های سلولی گیاهی دشوار است، زیرا آنها به پلیمرهای دیگر وابسته هستند، که همگی در برابر جدا شدن از یکدیگر مقاوم هستند. یک روش، پیش تیمار اسیدی، می‌تواند لیگنین را تجزیه و تجمع کند و اجزای آن را از سایر پلیمرها جدا کند، اما این شکل از لیگنین اغلب برای تولید گرما یا برق مفید است.
روش دیگر، پیش تیمار با حلال همراه با اصلاح ژنتیکی است. این می تواند ساختار و ترکیب دیواره سلولی گیاه را تغییر دهد، و به طور ایده آل اجزا را برای حلال هایی که می توانند به شکستن پیوندهای پلیمری کمک کنند، در دسترس تر می کند. اکنون محققان نشان داده‌اند که برخی از حلال‌ها در قرار گرفتن بین پلیمرهای گیاهان مؤثرتر از سایرین هستند. این اجازه می دهد تا پلیمرها در شرایط گرما و اسیدی جدا شوند و لیگنین تا حدی تجزیه شود.
لیگنین گیاهی، زمانی که به روش های استراتژیک ایزوله و دپلیمریزه شود، می تواند برای ساخت سوخت های زیستی کارآمد و بلوک های ساختمانی شیمیایی برای تولید بسیاری از مواد مهم اقتصادی استفاده شود. لیگنین پلیمری است که از انواع مختلفی از مونومر های معطر تشکیل شده است که به روش های مختلف به یکدیگر متصل شده اند.
وقتی لیگنین تجزیه می شود، مونومرهای شیمیایی آن می توانند در اندازه ها، پیوندها و ترکیبات مختلف از هم جدا شوند. این ماژول ها دارای طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه به عنوان بلوک های ساختمانی برای سوخت های زیستی و محصولات زیستی هستند. این تحقیق نشان داد که حلال‌های مختلف و تغییرات ژنتیکی مختلف عصاره لیگنین تولید می‌کنند که برای کاربردهای خاص مناسب است.
محققان دانشگاه تنسی، ناکسویل و آزمایشگاه ملی اوک ریج از سه حلال پیش تصفیه برای تجزیه بخشی و جدا کردن لیگنین گیاه از سایر اجزای دیواره سلولی استفاده کردند تا بتوان ماژول های لیگنین را استخراج کرد. ترکیب لیگنین استخراج شده (و در نتیجه ارزش بالقوه آن) از نوع وحشی و گونه های ژنتیکی علف سوئیچ با هر یک از شرایط حلال توسط جرم مولکولی قابل اندازه گیری و پیوندهای شیمیایی باقیمانده آن منعکس می شود.
بر اساس انواع مختلفی از داده های تحلیلی، محققان تفاوت هایی را بین عصاره های لیگنین مشاهده کردند که نشان می دهد انواع مختلفی از محصولات زیستی می توانند از عصاره لیگنین از هر مجموعه ای از حلال ها و شرایط تولید شوند. فعل و انفعالات مولکولی بین حلال‌ها، سلولز و لیگنین کلید این فرآیند هستند.
بنابراین، مشخص کردن آن فعل و انفعالات برای مجموعه حلال‌های پیش تصفیه یکی دیگر از اهداف تحقیقاتی بود. محققان از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری مبتنی بر داده‌های تحلیلی برای ارائه بینشی در مورد تعداد برهم‌کنش‌های مولکولی بین لیگنین و مولکول‌های حلال استفاده کردند. یافته‌ها نشان می‌دهد که توانایی شکل‌دهی آن فعل و انفعالات برای فعال کردن دپلیمریزاسیون لیگنین مهم است.
این مطالعه نشان داد که هر یک از سه حلال و تغییرات ژنتیکی سوئیچ گراس در تولید عصاره لیگنین با اشکال مختلف، مناسب برای کاربردهای متمایز مؤثر هستند. به عنوان مثال، لیگنین پیش تیمار شده با تتراهیدروفوران باید برای پلیمریزاسیون بیشتر به ترکیبات تک آروماتیک مناسب باشد. اطلاعات به دست آمده از این مطالعه می تواند به انتخاب پیش تصفیه بر اساس نوع ماژول های پیش ساز مورد نیاز برای استفاده خاص کمک کند.
منبع : phys.org
مترجم: سید سپهر ارومیهء
