Kinga, Kunigunda, Kincső, Krisztina2024. július 24., szerda
Tudomány

Környezetkímélőbb papírgyártás

National Geographic Magyarország

A papírt az abszolút környezetbarát anyagnak hihetnénk, hisz teljesen újrahasznosítható, lebomló, megújuló alapanyagból készül – azonban a gyártás során számos környezetkárosító vegyszerre és sok energiára van szükség.

Forrás: Unsplash / jj ying

Ahhoz, hogy a növényi alapanyagból ki lehessen emelni a papírhoz szükséges cellulóz rostokat, azokat el kell különíteni a faanyag más részeitől, így a lignintől. Ennek a folyamatnak évente 150 millió tonna üvegházgáz kibocsátása és sok millió tonna vegyszermaradvány az ára, amelyet a papírgyárak termelnek.

Egy új, a Science folyóiratban publikált kutatásban az Észak-Karolinai Állami Egyetem szakemberei azt járták körbe, hogy miként lehetne javítani ezen a lignin-cellulóz szétválasztási folyamaton. E folyamatban ledarálják a fát, majd vegyszerekkel és vízzel kezelik, hogy a cellulózt és a lignint elkülönítsék.

Próbálkoztak már korábban olyan fák előállításával, mind nemesítés, mind genetikai módszerek útján, amelynek alacsonyabb volt a lignintartalma, azonban nem sok sikerrel. Ez részint amiatt volt, hogy a lignin és a cellulóz előanyagának előállítását a növényekben egy igen komplex genetikai folyamat irányítja, számos anyagcsere-szabályzó anyag segítségével. A korábbi próbálkozásokban e komplex folyamat egyedi elemeit igyekeztek módosítani, azzal a céllal, hogy a lignint könnyebb legyen lebontani.

Üvegházban vizsgálták a génszerkesztett nyárfák fejlődését.
Forrás: NCSU

Most viszont a teljes lignintermelés-szabályozó folyamatot igyekeztek átalakítani a szakemberek, és olyan nyárfákat előállítani génszerkesztés (CRISPR) segítségével, amelyben a lignin sokkal kisebb mennyiségben van jelen. Ehhez először egy számítógépes modellt készítettek, amellyel előrejelezhető volt, hogy a fa egyes génjeinek változásai hatására miként alakult át a fa lignintermelése, és ez miként hat a fa többi összetevőjének kialakulására.

A modell közel 70 ezer lehetséges génszerkesztési módozatot vizsgált át, a lignintermelésben fontos szerepet játszó 21 génen keresztül. 347 különböző stratégia született, ezek elsöprő többségében legalább 3 gént vont be a modell. Ebből a nagy mennyiségből végül hét stratégiát választottak ki a kutatók, amelyek segítségével a génszerkesztett nyárfák 35 százalékkal kevesebb lignint termelnek.
Ezt követően már valós fákkal folytak a további kísérletek, és üvegházban nevelve őket kipróbálták, ténylegesen mennyivel lehet csökkenteni a lignin mennyiségét. Azok a módszerek, amelyekben 6-7 gént is szerkesztésbe vontak, mintegy felére csökkentette a fa lignintartalmát, a 3 génes változatok esetében 32 százalékos volt a csökkenés. Ha csak egyetlen génbe nyúltak bele, akkor szinte semmi változás nem történt. A fák növekedését (legalábbis a vizsgált időszak során) nem befolyásolta a génszerkesztés.

Pirosra színezve a génszerkesztett nyárfákból kinyert anyag, nyers színű a normál nyárfa adta alapanyag.
Forrás: NCSU

A kutatók arra is kitértek, hogy a csökkentett lignintartalmú nyárfákból készülő fapép mennyisége nagyobb, és előállítása is kevesebb melléktermék keletkezésével jár, ennek köszönhetően 40 százalékkal nő a papírhoz szükséges rost előállításának fenntarthatósága. A csökkentett lignintartalom miatt 20 százalékkal csökken a fapép készítése során kibocsátott üvegházgáz mennyisége.

A kutatók tovább vizsgálják a génszerkesztett fákat, egyelőre még üvegházakban, de bíznak benne, hogy hamarosan terepi kísérleteket is végezhetnek ezzel, a faültetvények és a papírgyártás szempontjából kulcsfontosságú fafajjal.

Elektronikai hulladékból lehet ritkaföldfémeket bányászni

Elektronikai hulladékból lehet ritkaföldfémeket bányászni

A ritkaföldfémek nem véletlenül kapták nevüket, valóban ritkán lehet bányászni őket, azonban az elektronikai iparnak szüksége van rájuk.

45 millió dollárt fizettek egy dinócsontvázért

45 millió dollárt fizettek egy dinócsontvázért

Az Apex nevű példány egy rendkívül ép csontvázú sztegoszaurusz.

Száz éve nem találtak ennyire teljes dinókövületet Nagy-Britanniában

Száz éve nem találtak ennyire teljes dinókövületet Nagy-Britanniában

A 120 millió éve élt állat csontjaira a Wight-szigeten, a Compton-öböl területén bukkantak rá.

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

Részben föld alatt élt ez a dinoszaurusz

A kréta időszak közepén élt állat élete egy részét földbe vájt üregeiben töltötte el.

Nem ugrált jókedvében az óriás őskenguru

Nem ugrált jókedvében az óriás őskenguru

A kövületek új, összehasonlító vizsgálata alapján úgy tűnik, eddig nem voltak helyesek az elképzeléseink az állat mozgásáról.

National Geographic 2024. júliusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

15 900 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlapNational Geographic 2024. áprilisi címlapNational Geographic 2024. májusi címlapNational Geographic 2024. júniusi címlapNational Geographic 2024. júliusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket