![]() |
Исследователи из Университета Кюсю разработали устройство, сочетающее катализатор и микроволновую проточную реакцию для эффективного преобразования сложных полисахаридов в простые моносахариды. В устройстве используется непрерывный процесс гидролиза, при котором целлобиоза — дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы, — проходит через катализатор из сульфонированного углерода, который нагревается с помощью микроволн. Последующая химическая реакция расщепляет целлобиозу до глюкозы. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Преобразование биомассы в полезные ресурсы является темой научных исследований уже несколько десятилетий. Полисахариды биомассы, длинноцепочечные сложные сахара, которые повсеместно встречаются в природе, считаются одними из наиболее перспективных веществ для эффективной переработки, поскольку их можно превратить в простые сахара, которые, в свою очередь, могут быть использованы в пищевой промышленности, фармацевтике и химическом синтезе. Гидролиз — одна из наиболее эффективных химических реакций, в ходе которой длинноцепочечные сахара превращаются в простые сахара, обычно с использованием кислот в качестве катализаторов. Многие кислотные катализаторы находятся в газообразной или жидкой форме, однако твердые кислотные катализаторы, которые, как следует из названия, представляют собой кислоты в твердой форме, известны тем, что их можно перерабатывать, и поэтому они стали объектом пристального внимания исследователей. Однако для эффективной реакции с твердыми кислотными катализаторами требуется высокая температура. Чтобы решить эту проблему, доцент Шунтаро Цубаки с сельскохозяйственного факультета Университета Кюсю и его команда исследовали возможность применения микроволновой проточной реакции для нагрева твердых катализаторов в процессе реакции.
В разработанном исследователями устройстве используется твердый кислотный катализатор, состоящий из сульфонированного углерода. Для тестирования системы в качестве модельного сахарного субстрата была использована целлобиоза, дисахарид. В устройстве раствор целлобиозы пропускался через катализатор из сульфонированного углерода, который нагревался до 100-140℃ с помощью микроволн. Затем катализатор расщеплял целлобиозу путем гидролиза и получал моносахарид глюкозу. Одним из ключевых факторов эффективности системы является возможность разделения электрического и магнитного полей микроволн.
Каталитические реакции с микроволновым ускорением применяются для различных химических реакций, включая органический синтез, переработку пластмасс и преобразование биомассы. Команда надеется, что по мере роста возобновляемых источников энергии химические производства, основанные на использовании электричества, такие как их система, помогут продвинуть промышленность к более экологичному будущему.
Ранее ученые рассказали о том, как получили из биомассы пластик. На иллюстрации: простая схема химического процесса в устройстве, разработанном исследовательской группой. В их системе раствор дисахарида целлобиозы (слева) пропускается через сульфоуглеродный катализатор (в центре) — кислотный катализатор, который помогает расщеплять сахара. Затем катализатор нагревают с помощью микроволн, чтобы повысить его каталитическую активность. В результате целлобиоза эффективно превращается в глюкозу (справа). Источник: Kyushu University/Tsubaki lab 10.01.2025 |
Хайтек
![]() | |
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность | |
3D-печать меняет правила игры: она дает б... |
![]() | |
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности | |
Горнодобывающая промышленность — эт... |
![]() | |
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы | |
Физики из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
![]() | |
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом | |
Физики научились управлять светом в кроше... |
![]() | |
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего | |
От зон стихийных бедствий до экстрем... |
![]() | |
Магнит, зеленый свет и ультрафиолет: новые горизонты молекулярной химии | |
Химики создали новые соединения на основе... |
![]() | |
Свет вместо проводов: Оксфорд произвел революцию в квантовых вычислениях | |
Ученые из Оксфорда сделали большой шаг&nb... |
![]() | |
Органический катализатор, который имитирует металлы: открытие химиков СПбГУ | |
Химики из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий | |
Ученые из Томского политехнического униве... |
![]() | |
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр | |
В Уфимском федеральном исследовательском центр... |
![]() | |
Прощай, кэш-память: новая технология сэкономит энергию и ускорит устройства | |
Исследователи вместе с французской компан... |
![]() | |
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности | |
Питер Брюггеман, профессор машиностроения из&n... |
![]() | |
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию | |
Ручной прибор MBR UV-C Light Products работает... |
![]() | |
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP | |
В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —... |
![]() | |
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее | |
Передовая роботизированная система CARMA II ус... |
![]() | |
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности | |
Ученые из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Биотопливо за полтора часа: как томские ученые подстегнули энергетику | |
Междисциплинарная команда ученых из Томск... |
![]() | |
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+ | |
Инженеры из MIT придумали, как сдела... |
![]() | |
Свет, который не вредит: в КНИТУ-КАИ открыли новый способ исследования клеток | |
Молодые ученые из КНИТУ-КАИ совершили про... |
![]() | |
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры | |
Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны... |
![]() | |
ПГУ: Струна и закон Архимеда помогут сэкономить миллионы на нефтепродуктах | |
Ученые из Пензенского государственного ун... |
![]() | |
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей | |
Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м... |
![]() | |
Будущее горнодобывающей промышленности: инновации, меняющие правила игры | |
Дэвид Джайлс, главный научный сотрудник MinEx ... |
![]() | |
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии | |
В Национальном исследовательском ядерном униве... |
![]() | |
NatComm: Найден «благородный» способ увеличить вместимость карт памяти | |
Электронику будущего можно сделать еще ме... |
![]() | |
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям | |
Комментирует профессор Майя Вергниори, которая... |
![]() | |
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов | |
Катайский насосный завод, который находится в&... |
![]() | |
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы» | |
Исследователи из Томского политехническог... |