Учёные создали экологичный полиуретан из растительного сырья

Порошок лигнина и образцы полиуретана на его основе в лаборатории Хо Ён Чунга в Университете штата Флорида. Автор: Scott Holstein/FAMU-FSU College of Engineering

Хо Ён Чунг, доцент Колледжа инженерии FAMU-FSU, впервые продемонстрировал возможность создания нового вида полиуретана из лигнина (материала растительных клеточных стенок) и углекислого газа. Этот полимер широко применяется благодаря своей терморегуляции, гибкости при обработке и прочности готовых изделий.

Исследование опубликовано в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

«Мы создали высококачественный полимер с меньшим количеством этапов, меньшими энергозатратами и без токсичных компонентов, — заявил Чунг. — Это лучше для окружающей среды, безопаснее для людей и проще в производстве».

Традиционный полиуретан требует использования высокореактивных и опасных изоцианатов, но метод Чунга полностью их исключает. Используя природный полимер лигнин, учёные создали биоразлагаемый материал из возобновляемого и недооценённого ресурса без токсичных химикатов. Новый материал сохраняет преимущества полиуретана, но лишён его недостатков.

Ариджит Гораи и Хо Ён Чунг с образцами полиуретана на основе лигнина. Автор: Scott Holstein/FAMU-FSU College of Engineering

Хотя лигнин уже применяется в современном производстве, обычно он считается побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности. Прорыв команды Чунга позволяет создавать высокопроизводительные материалы, аналогичные традиционным полиуретанам, но из отходов бумажных фабрик и улавливаемого CO₂. Полученный материал так же прочен и термостоек, как обычные аналоги, но легче растворяется для переработки.

Лёгкость обработки даёт этому материалу серьёзное преимущество перед другими биопластиками, заменяющими нефтепродукты.

«Масштабируемость для нас крайне важна, — подчеркнул Чунг. — Наш метод требует меньше этапов реакции для получения материала того же или более высокого качества. Это экономит энергию, снижает затраты и вредит экологии меньше».

Графическая аннотация исследования. Автор: ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2025). DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c02064

Потенциал лигнина

В предыдущих работах Чунг уже исследовал возможности использования лигнина для создания экологичных пластиков. В 2024 году он показал, как из него можно получить поликарбонат. Новое исследование расширяет горизонты, фокусируясь на более востребованном полиуретане.

Интерес Чунга к лигнину зародился ещё в аспирантуре, когда он изучал его применение в клеях. Сейчас его команда видит перспективы материала в медицине, энергетике и устойчивом производстве.

«Полиуретан крайне важен, — заключил учёный. — Создав его нетоксичным методом, мы можем помочь всей планете».

Подробнее: Arijit Ghorai et al, Biomass Lignin- and CO2-Based Non-Isocyanate Polyhydroxyurethanes, ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2025). DOI: 10.1021/acssuschemeng.5c02064