Jest to substancja ulegająca biodegradacji, która prawdopodobnie będzie tańsza w produkcji przy pomocy mikroorganizmów niż syntetyzowanie analogów z ropy naftowej. Surowiec pozyskiwany jest z drewna jako makulatura.
Oprócz celulozy lignina występuje w tkankach drzew, krzewów i traw. Jest to trójwymiarowy polimer złożony głównie z dużej liczby cząsteczek fenylopropanu (C9H10). W nowoczesnych zakładach zapewnia wytrzymałość mechaniczną, utrzymując razem włókna celulozowe, a także uszczelnia organizm i jego komórki.
Zawartość ligniny waha się od 38% w niektórych drzewach iglastych do 20% w zbożach. Uzyskuje się go podczas produkcji papieru i do 98% z niego jest natychmiast spalane. Reszta jest przetwarzana na brykiety paliwowe lub nawet zakopywana w ziemi. Ludzie nie wymyślili dla niego bardziej użytecznego zastosowania, ale lignina też nie szkodzi. Substancja nie jest trująca, ale mieszkanie obok jej grobów nadal nie jest tego warte - bardzo dobrze się pali.
Trudność w uzyskaniu czegoś pożytecznego z ligniny polega na wielkości jej cząsteczki. Jest bardzo duży i aby uzyskać z niego węglowodory aromatyczne, podobne do tych, których jest tak dużo w oleju, trzeba go rozłupać na „cegiełki”. Oczywiście współczesna chemia to potrafi, ale jest to trudne i kosztowne. O wiele taniej jest pobrać gotowe surowce z oleju.
Grupa naukowców z American University of Wisconsin-Madison próbowała rozwiązać ten problem. Jako asystentów wykorzystywali bakterie Novosphingobium aromaticivorans, znane z nietypowych preferencji kulinarnych. Pierwotnie były odizolowane od ziemi, zalane ropą, ich badania wykazały, że mogą przetwarzać do swoich celów różne węglowodory aromatyczne. Ich zdolności wystarczały na ligninę.
Aby zaadaptować bakterie do biznesu, naukowcy usunęli z ich genomu trzy geny, tak aby jeden z pośrednich produktów rozkładu, najbardziej odpowiedni dla człowieka, stał się ostatnim. Po otrzymaniu go bakteria wysyła wynik na zewnątrz i przechodzi do nowej dawki ligniny.
Końcowym wynikiem tego badania był związek o trudnej do wymówienia nazwie kwas 2-piron-4,6-dikarboksylowy, na szczęście dla nas lepiej znany jako PDC. Można go użyć do zsyntetyzowania czegoś innego lub zastosować bezpośrednio. W chwili obecnej łączny uzysk PDC wynosi 59% pierwotnej masy ligniny, autorzy uważają, że technologię można ulepszyć.
Film promocyjny:
Szczegółowe informacje można znaleźć w artykule opublikowanym w Green Chemistry.
Sergey Sysoev