От Великобритании до Мексики страны рассматривают возможность введения налогов на сахар, чтобы снизить потребление и обуздать глобальную эпидемию ожирения. В 2014 году около 600 миллионов человек, что примерно вдвое превышает население США, страдали ожирением. Обращаясь к проблеме ранее в этом году, Всемирная организация здравоохранения указала пальцем на высокое потребление сахара, в частности, за счет сахаросодержащих напитков.
В то же время ассоциации сахарной промышленности и производители сахарного тростника предупреждают об огромной потере рабочих мест, если страны отговаривают своих граждан от потребления сахара. В Южной Африке, например, промышленность предупреждает, что обсуждаемый налог на сахар сократит как минимум 60 000 рабочих мест.Но теперь индийские исследователи нашли новое применение пульпе сахарного тростника в качестве источника высоко флуоресцентных квантовых точек углерода в исследовании, опубликованном в журнале Applied Surface Science. Такое альтернативное использование отходов сахарного тростника или жмыха может не только уменьшить количество сельскохозяйственных отходов, загрязняющих окружающую среду, но также предложить новый источник дохода для фермеров.
«В нашем исследовании мы разработали простой, недорогой и эффективный метод зеленого синтеза флуоресцентных квантовых точек углерода из жмыха сахарного тростника», — говорит д-р Рави Шанкаран Десингх, соавтор статьи и доцент Национального центра исследований Нанонаука и нанотехнологии в Мадрасском университете, Ченнаи, Индия.Эти точки представляют собой крошечные углеродные наночастицы, размер которых составляет около четырех нанометров. Для представления о масштабе на булавочной головке уместилось бы 110 миллиардов этих точек, больше, чем количество звезд в Млечном Пути.
Поскольку они излучают свет и не токсичны, квантовые точки углерода могут использоваться в качестве биосенсоров, в светодиодах и даже для доставки лекарств в человеческое тело. Например, исследователи вводили жидкости, содержащие квантовые точки углерода, в живое тело, чтобы отобразить его изнутри.
Это исследование демонстрирует новый метод производства этих универсальных наночастиц. Для начала индийская команда разрезала жмых сахарного тростника на мелкие кусочки и сушила на солнце в течение шести дней. После сжигания сухого жома его химически окислили и расслоили.
Хотя этот подход производит полезное вещество, он также удаляет сельскохозяйственные отходы из окружающей среды. Более 90 стран производят сахарный тростник и, соответственно, отходы сахарного тростника. «Огромное количество сельскохозяйственных остатков — рисовой шелухи, жмыха сахарного тростника и кокосовой шелухи — ежегодно производится во всем мире, и они используются в значительной степени в недостаточной степени», — сказал д-р Шанкаран.Чтобы сделать сахар, машины раздавливают стебли сахарного тростника, чтобы освободить сахарный сок внутри них. После высыхания и кристаллизации этот сок станет сахаром, который вы добавляете в кофе.
Но каждые три тонны сахарного тростника, измельченные для производства сахара на фабрике, дают около одной тонны жмыха.Было много попыток использовать жом сахарного тростника, но с этим материалом сложно работать. Он не подходит для производства бумаги, потому что очень волокнистый.
Его часто используют в качестве биотоплива, но примерно половина жома непригодна для этого, потому что он слишком влажный. «Конверсия твердых отходов — сельскохозяйственных, пищевых, бытовых или промышленных — является важной областью исследований», — пояснил д-р Шанкаран. «Нанотехнологии — это новейшая область, дающая возможность создавать новые материалы для высокопроизводительных приложений из таких отходов».Учитывая сокращающуюся прибыль производителей сахарного тростника, наноматериалы могут дать ответ как для окружающей среды, так и для промышленности. «Преобразование твердых отходов в функциональные наноматериалы открывает новые возможности в управлении твердыми отходами, а также в производстве новых материалов», — добавил д-р Шанкаран.Важно отметить, что эти квантовые точки из углерода сахарного тростника так же хороши, как и созданные другими методами.
Исследование показывает, что они такие же флуоресцентные и биосовместимые, как и другие углеродные квантовые точки.В то время как сахар теряет популярность во всем мире, остатки сахарного тростника становятся полезным товаром. «Эти сельскохозяйственные отходы являются возобновляемым и устойчивым ресурсом, что делает эту работу многообещающим примером концепции« расточительство на благо », — заключил д-р Шанкаран.