Matter: Генно-модифицированная древесина накапливает углерод и сокращает выбросы

Исследователи из Университета Мэриленда создали генетически модифицированные тополя, чтобы получить прочную древесину без химикатов и энергозатратной обработки.

Инженерная древесина может заменить сталь, цемент, стекло и пластик в строительстве. Она накапливает углерод дольше обычной древесины и устойчива к разрушению, что помогает снизить выбросы углерода.

Препятствием к экологичности инженерной древесины является то, что она требует обработки химическими веществами и большого количества энергии. Также образуется много отходов.

Исследователи из Университета Мэриленда отредактировали ген живого тополя. Из этих деревьев получили древесину, готовую к инженерной обработке без дополнительной переработки.

Исследование опубликовано онлайн 12 августа 2024 года в журнале Matter.

Ипин Ци, профессор кафедры растениеводства и ландшафтной архитектуры UMD и автор исследования, рад представить новый метод. Он сочетает генную инженерию и обработку древесины для создания материала, который может надолго сохранять углерод. Это поможет в борьбе с изменением климата.

Древесину, которую можно использовать вместо стали или бетона, нужно очистить от лигнина, чтобы придать ей прочность или устойчивость к ультрафиолету.

Исследователи из UMD разработали методы удаления лигнина с помощью химикатов. Другие учёные исследовали применение ферментов и микроволновой технологии.

Ци и его коллеги хотели создать метод без химикатов, отходов и энергозатрат. Они отредактировали ген 4CL1 у тополя, и содержание лигнина в нём снизилось на 12,8%. Это сравнимо с результатами химической обработки при производстве изделий из искусственной древесины.

Ци и его коллеги выращивали изменённые и обычные деревья в теплице 6 месяцев. Они не увидели разницы в скорости роста и структуре между этими деревьями.

Чтобы проверить, насколько жизнеспособен генетически модифицированный тополь, команда профессора материаловедения и инженерии Лянбин Ху сделала из него небольшие образцы прессованной древесины с высокой прочностью. Такую древесину используют при изготовлении мебели.

Прессованную древесину получают так: дерево вымачивают в воде под вакуумом, а затем подвергают горячему прессованию. В результате древесина становится тоньше почти на 1/5 от первоначального размера. При этом плотность древесных волокон увеличивается.

В натуральной древесине лигнин помогает клеткам сохранять свою структуру и не даёт им сжиматься. Когда содержание лигнина в древесине меньше (из-за химической обработки или генетической модификации), клетки могут сильнее сжаться. Это увеличивает прочность конечного продукта.

Чтобы оценить эффективность генетически модифицированных деревьев, команда также изготовила прессованную древесину из обычного тополя. Для этого использовали необработанную древесину и древесину, которую обработали традиционным химическим способом для снижения содержания лигнина.

Исследователи выяснили, что спрессованный генетически модифицированный тополь такой же прочный, как и химически обработанная натуральная древесина. Он более чем в 1,5 раза прочнее, чем прессованная необработанная натуральная древесина.

По прочности на разрыв спрессованная генетически модифицированная древесина сравнима с алюминиевым сплавом 6061 и спрессованной древесиной после химической обработки.

Это исследование открывает возможности для недорогого и экологичного производства разнообразных строительных изделий в больших масштабах. Это может помочь в борьбе с изменением климата.

12.08.2024


Подписаться в Telegram



Дом

В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий
В ТОГУ будут использовать лазерные сканеры для создания идеальных зданий

Проект, который поможет использовать современн...

Мордовские ученые создали бетон нового поколения
Мордовские ученые создали бетон нового поколения

Новый вид бетона, который сам уплотн...

Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни
Nature Cities: Холодные крыши смягчают зной и спасают жизни

До 249 жизней можно было бы спасти в ...

Знак качества: построено из песка и бактерий
Знак качества: построено из песка и бактерий

Исследователи успешно вырастили бактериальные ...

Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений
Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений

Ученые Института промышленных наук IIS Токийск...

Дома будущего будут расти как грибы
Дома будущего будут расти как грибы

Ученые в надежде снизить воздействие стро...

В Москве открыли цифровой отель
В Москве открыли цифровой отель

Все клиентские процессы в новом отеле, от...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Воздух, который делает нас глупее: что наука знает о влиянии загрязнения на мозг
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Океан Энцелада: жизнь может быть ближе, чем мы думаем, но скрыта от нас
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Гены в режиме ожидания: как клетки решают, кем стать
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Эволюция в действии: почему одни мушки побеждают вирусы, а другие нет
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Микробы в космосе: как L-серин поможет найти жизнь на Марсе
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Новый ключ к лечению аритмии: сделано открытие, которое изменит кардиологию
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
Световая атака: как зеленый свет помогает бороться с коронавирусом и энцефалитом
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
23 мышцы, которые меняют все: создана новая модель для лечения боли
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
Молодые умы и большие деньги: Татарстан выделяет 250 млн рублей на инновации
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
ИИ, которому можно доверять: ACHILLES объединяет технологии, этику и экологию
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
700 000 участниц, 11 миллионов фунтов и шанс победить рак
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Блины с пользой: ученые превратили вредный завтрак в суперфуд
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности
Квантовый щит: физика меняет правила игры в цифровой безопасности

Новости компаний, релизы

На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
ХимБиоПлюс — шанс для школьников всей России
Правительство Республики Казахстан пригласило МИФИ войти в совет по стратегическому партнерству в науке и образовании
Нижегородский ЗГМ провел испытания разработанных по нацпроекту радиопоглощающих материалов
МФТИ подготовил более 140 специалистов в области синхротронных и нейтронных исследований