Ученые продемонстрировали потенциал мягкой древесины в более легкой переработке в целлюлозно-бумажную продукцию, если она включает ключевую особенность древесины твердой. Открытие, опубликованное в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, может улучшить экономику целлюлозно-бумажной и биотопливной промышленности, а также сократить воздействие этих промышленных отраслей на экологию. «Мы показали возможность объединения некоторых наиболее экономически привлекательных особенностей каждого типа древесины», сообщил профессор Джон Ральф из Висконсинского университета в Мэдисоне. По его словам, изменяя то, что некогда являло собой различия между твердой и мягкой древесиной, которые обрабатываются разными путями, можно создать возможности для многомиллиардных индустрий переработки биомасс. Как и большая часть растений, деревья с твердой древесиной, такие как береза или тополь, содержат «клей» лигнин, известный сложностью переработки, который обеспечивает растительным тканям их структуру и прочность. Лигнин получается из связывающих молекул под названием G- и S-мономеры, причем S-мономеры вырабатывают лигнин, который разлагается проще. А поскольку твердая древесина содержит мономеры обоих типов, она ценится за относительно легкую переработку в целлюлозу и бумагу. Мягкие древесины, такие как сосна или ель, с другой стороны, получают свой лигнин только из G-мономеров, и этот лигнин разлагается хуже, а потому такие типы древесины сложнее перерабатывать. Зато у них есть другое промышленное преимущество — более длинные волокна, которые особенно хороши для производства прочной бумажной продукции, такой как транспортные контейнеры и пакеты для продуктов питания. Кроме того, сахар, обнаруженный в мягкой древесине, проще и в большем объеме преобразуется в этанол, что делает мягкую древесину потенциально превосходным сырьем для производства биотоплива. Ральф с командой сотрудников, включая первого автора исследования Эрмина Вагнера из Новозеландского НИИ Scion, использовали модель под названием система трахеального элемента, чтобы доказать возможность инжиниринга традиционной длинноволоконной мягкой древесины с более простым для переработки лигнином. Система трахеального элемента стимулирует культуру клеток в суспензии производить вторичные клеточные стенки, примеры которых есть в настоящих древесных волокнах. В данном исследовании ученые преобразовали клетки мягкой древесины сосны в системе трахеального элемента посредством введения генов двух ключевых ферментов, которые знакомы по выработке лигнина в цветущих растениях, и показали, что итоговая мягкая древесина способна вырабатывать необходимые для производства лигнина твердой древесины S-мономеры, и внедрять их в клеточные стенки. Далее ученые попытаются использовать тот же подход для инжиниринга актуальных типов мягкой древесины, чтобы произвести S-мономеры и лигнин обоих типов. «Если удастся осуществить это в естественных условиях, мы сможем сократить интенсивность процессов предварительной обработки и повысить продуктивность производства», сообщил Ральф. „Есть также и экологическая польза: более эффективная и быстрая переработки биомассы сокращает объем загрязнения и потраченной энергии“. 22.04.2015 |
Экология
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры | |
В новой работе, опубликованной в журнале ... |
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата | |
Виноград, выращиваемый для производства в... |
FB&B: Побочный продукт пива поможет перерабатывать металлические отходы | |
Когда мы перерабатываем электронные устро... |
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии | |
Исследователи из Токийского столичного ун... |
Транзисторы на основе бальзового дерева усилят позиции зеленой электроники | |
Команда из Европы работает с деревом... |
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины | |
Леса играют важнейшую роль в улавливании ... |
CRC: Сырой глицерин в качестве субстрата для дрожжей дает двойную выгоду | |
Использование сырого глицерина для синтез... |
Nature Comm: Солончаки и болота в 2 раза эффективнее смягчают парниковый эффект | |
Мангровые леса и солончаки поглощают боль... |
Functional Ecology: Чем разнообразнее лес, тем он лучше противостоит ураганам | |
Европейские леса с большим разнообразием ... |
Открытие позволит получать экологически чистый и экономически выгодный водород | |
Разработана прорывная технология, позволяющая ... |
Инновационный компонент очистителей воздуха обещает воздух без вредных примесей | |
Исследователи из Университета Бата изобре... |
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике | |
Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим... |
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении | |
Изменение климата может представлять большую о... |
Newswise: Потребители голосуют за консервативную, но не самую экологичную тару | |
Что бы вы предпочли скорее &mda... |
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных | |
Прибрежные леса в Японии преимущественно ... |
PRL: Новая концепция откроет тайны синхронизации в турбулентной динамике | |
Прогнозирование погоды важно для различны... |
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата | |
Центральные особенности эволюции человека могу... |
Environmental Pollution: ИИ прогнозирует влияние микропластика на свойства почвы | |
Пластиковые отходы и их накопление в... |
Ученые требуют сохранить тропические леса Азии, чтобы избежать катастрофы | |
Группа международных ученых под руководст... |
Ртуть в тропиках — скрытая опасность | |
Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на... |
JACS: Ученые придумали, как превратить пластиковый мусор в химическое сокровище | |
Одноразовый пластик — одна из ... |
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов | |
Бразильские исследователи протестировали фоток... |
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды | |
В ходе исследования, которое может улучшить пр... |
Чувствительность лесов к засухе повышает их уязвимость к изменению климата | |
Грядущий праздничный сезон приносит удивительн... |
PLOS ONE: Разработана система для предотвращения потери природных ресурсов | |
Группа ученых по устойчивому развитию из&... |
Nature CE&E: Подсечно-огневое земледелие может увеличить биоразнообразие лесов | |
Подсечно-огневое земледелие, практикуемое мног... |
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед | |
Готовясь к зиме многие американцы столкну... |
Science: Ученые разгадали геологическую загадку, которой 200 лет | |
В течение 200 лет ученым не удавалос... |
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны | |
Международная группа ученых предостерегла от&n... |
Пользователи соцсети X считают, что природа отлично восстановится самостоятельно | |
Люди относятся к посадке деревьев и ... |