Naukowcy nauczyli się, jak uzyskać odporne na rozdarcie folie z ksylanu z drewna brzozowego. Pomogło im w tym dodanie ligniny do roztworu do przygotowania filmu. Lignina zapobiega krystalizacji ksylanu i zapobiega rozpadowi błon. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Cellulose.

Ksylan to polisacharyd występujący w ścianach komórkowych roślin. Jest uważany za polimer biodegradowalny i nie ma negatywnego wpływu na środowisko. Ze względu na obfitość tego polisacharydu w roślinach i stosunkowo łatwą ekstrakcję, a także dobrą rozpuszczalność w wodzie, ksylany mogą zastąpić polimery ropopochodne.

Najbardziej obiecującym zastosowaniem ksylanów są folie i środki powlekające. Ksylany mogą być wykorzystywane do tworzenia folii o różnych grubościach i strukturach do zastosowań w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i biotechnologicznym, w szczególności do pakowania żywności i leków, a także do kontrolowanego uwalniania pestycydów i nawozów sztucznych.

Naukowcy z Federalnego Centrum Badawczego „Krasnojarskie Centrum Naukowe Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk” wraz z kolegami z Południowochińskiego Uniwersytetu Technologicznego (Guangzhou, Chiny) wyizolowali ksylan z drewna brzozowego i znaleźli przyczynę złego tworzenia się i pękania foli z twardego drewna podczas krystalizacji tej substancji. Naukowcy rozwiązali również ten problem, dodając do roztworu ligninę, co umożliwiło uzyskanie z ksylanu trwałych, nietłukących się powłok.

Naukowcy badali wpływ budowy chemicznej na zdolność krystalizacji i błonotwórczości ksylanów drewna brzozowego. Stwierdzili, że nadmierna krystalizacja i agregacja cząsteczek ksylanu zapobiega tworzeniu się stałych filmów i prowadzi do ich pękania. Jednocześnie specjaliści ustalili, że lignina, substancja występująca również w roślinach, może działać jako zanieczyszczenie zapobiegające agregacji i poprawiające zdolność ksylanów do tworzenia powłoki. Zatem zawartość ligniny powyżej 9% zmniejsza nadmierną agregację cząsteczek i prowadzi do niskiej krystalizacji.

„Tworzenie foli jest tłumione przez krystalizację ksylanu. Dodatek ligniny do roztworu pomaga ograniczyć krystalizację. Otrzymane folie miały wysoką wytrzymałość na rozciąganie i rozciąganie. Lignina może działać jako zanieczyszczenie zapobiegające agregacji ksylanu, a wysoka zawartość ligniny sprzyja tworzeniu stabilnego materiału. Jednak jego dodatek może wpłynąć na właściwości mechaniczne substancji, co również należy wziąć pod uwagę” – komentuje dr Aleksander Kazaczenko, współautor badania.