Американские биоинженеры разработали новый способ переработки листьев агавы, который позволяет извлекать натуральный материал с высокой абсорбционной способностью. Этот материал, по мнению исследователей, может быть использован для изготовления гигиенических изделий, например, одноразовых прокладок.
Агава сизалевая (Agāve sisalāna) широко культивируется во многих тропических и субтропических регионах мира. Грубое волокно получают из ее крупных жестких листьев, и оно, как и само растение, называют сизалем. Изначально оно шло на производство веревок и морских канатов, но теперь из сизаля чаще делают упаковочные материалы, наполнители для матрацев, предметы интерьерного декора, щетки, мочалки и тому подобное.
Для получения высокоэффективного влагопоглощающего материала из волокон листьев сизаля, исследователи из Стэнфордского университета (США) провели их обработку пероксимуравьиной кислотой, после чего провели обработку гидроксидом натрия. Затем волокна промыли водой, высушили на воздухе и смешали.
Полученная распушенная целлюлоза демонстрирует повышенную гигроскопичность по сравнению с хлопковой альтернативой, используемой при производстве женских гигиенических прокладок. Ее поглощающая способность достигает 23,9 грамма воды на грамм материала, в то время как у хлопкового аналога этот показатель составляет 15,2 грамма воды на грамм материала.
Кроме того, в исследовании, опубликованном в журнале Communications Engineering, биоинженеры провели оценку затрат сырья, потребления энергии и объема выбросов углекислого газа, связанных с такой переработкой сизаля. Результаты были сопоставлены с данными о производстве распушенной целлюлозы из древесины хвойных пород и отбеленного хлопка, которые обычно используются при изготовлении одноразовых женских прокладок.
Для получения одного килограмма материала из сизаля в лабораторных условиях требуется от 44,6 до 119,6 килограмма воды, а также выделяется около 3,5 килограмма CO2 в качестве углеродного следа.
Для сопоставления, на производство одного килограмма распушенного целлюлозы из древесины хвойных пород выделяется от 0,5 до 1,1 килограмма углекислого газа и расходуется 61,8 килограмма воды. С хлопком углеродный след составляет от 1,6 до 5,3 килограмма CO2, а расход воды варьируется от 64,5 до 139,5 килограмма.
Авторы исследования полагают, что в странах с ограниченными ресурсами и полузасушливым климатом, где сбор сизаля возможен непрерывно, распушенная целлюлоза, полученная из этого растения, может оказаться подходящей заменой хлопку и древесным волокнам хвойных пород.
Исследователи предложили использовать сизалевую целлюлозу для производства женских прокладок, поскольку в регионах с низким и средним уровнями дохода, особенно в сельской местности, подобные средства гигиены, необходимые для базового качества жизни, часто бывают недоступны из-за трудностей с доставкой и дороговизны. По оценкам экспертов, от этой проблемы в мире страдают почти 500 миллионов женщин.
«Авторы отметили, что разработанная ими стратегия производства ключевого компонента для необходимого продукта предусматривает распределенный способ изготовления, что позволит стимулировать экономическое развитие регионов, находящихся в сложных климатических условиях.
Следует учитывать, что значительная доля в цене данных продуктов гигиены составляют затраты на стадии изготовления финального изделия, а не цена сырья. Кроме того, производства на базе хлопка существенно более крупносерийны, поскольку сборы этого вида сырья намного выше, чем потенциально возможные сборы агавы. Поэтому не вполне ясно, насколько серьезно такое решение повлияет на доступность подобных продуктов конечному потребителю.