Konferencja Naukowa Inżynierów Przyszłości
SESJA POSTEROWA
Rozwój przemysłu i społeczeństwa w przyszłości:
- użytkowanie nowych technologii,
- nowoczesne rozwiązania w życiu społecznym,
- trendy zmian gospodarczych w XXI wieku.
Do prac można zadawać pytania poprzez wysyłkę na adres: fip@not.pl podając w temacie „Pytanie poster: autor” do niedzieli godz. 18:00
Technologia w służbie żywności -badanie zjawiska ultrasłabej luminescencji do parametryzacji produktów spożywczych
Dlaczego żywność przetworzona charakteryzuje się dużo większą emisją promieniowania?
Wyniki z kilkuletnich badań pokazują, że to żywność ekologiczna charakteryzuje się zdecydowanie większa emisja fotonową niż żywność przetworzona.
Sposób w jaki ekologiczny materiał został przetworzony także ma wpływ na ilość fotonów, ale jest to przedmiotem dalszych badań. Na dzień dzisiejszy można potwierdzić, że na przykład pasteryzacja zdecydowanie obniża wartość emisji fotonowej.
Obecność jakich związków w żywności przetworzonej powoduje większą emisję?
Nie można jednoznacznie określić jakie związki powodują zwiększenie lub zmniejszenie ilości fotonów. Brak jest szczegółowych danych co do sposobu produkcji danego materiału zarówno z upraw ekologicznych jak i przemysłowych.
W trakcie kilkuletnich badań okazało się że spośród badanych produktów jabłka są takim produktem który najszybciej reaguje na zmianę różnych czynników. W trakcie analiz okazało się, że owoce jabłek z upraw ekologicznych tego samego gatunku miały mniejszą zawartość fotonów niż te z upraw przemysłowych. Po przeprowadzonym wywiadzie z producentem okazało się że jabłonie były opryskiwane przeciwko szkodnikom, ale niestety nie uzyskaliśmy informacji jakimi substancjami.
Badania emisji fotonowej pozwoliły wykryć czy jabłonie były poddawane takim zabiegom i jaki czas od niego upłynął. Im dłuższy czas, tym emisja fotonów była większa.
Jak kosztowna jest metoda ultrasłabej luminescecji? Czy cena umożliwia stosowanie jej w gospodarstwach domowych? Jeśli nie, czy widzi Pani taką możliwość w przyszłości?
Stanowisko do akredytowanych badań laboratoryjnych jest stosunkowo drogie, kosztuje około kilkudziesięciu tysięcy złotych. Na cenę wpływa wymóg dużej powtarzalności i czułości przeprowadzonych badań, zapewnienie odpowiednich warunków środowiskowych stanowiska jak również konieczność zachowywania procedury badawczej, co wiąże się z dużymi kosztami utrzymania laboratorium.
Trwają prace nad opracowaniem prostszego w obsłudze i mniej czułego urządzenia które będzie mogło być zastosowane w gospodarstwach domowych.
Ideą jest badanie produktów na liniach produkcyjnych i umieszczanie na etykietach produktów informacji o emisji fotonowej danego produktu.
Dlaczego do naświetlania jabłek wybrano wiązkę światła o długości fali 520nm?
Wybranie do naświetlania jabłek światłem zielonym o długości 520 nm było efektem przeprowadzonego eksperymentu. Potwierdzono, że odziaływanie tej długości światłem eliminuje spontaniczną emisję fotonową, która zniekształcała wyniki badań.
Pozwoliło to również na znaczne przyspieszenie procesu pomiarowego, nie było już konieczności stabilizacji jabłek przed badaniem w ciemni w kontrolowanej temperaturze otoczenia.
Jak widzi Pani perspektywy wykorzystywania ultrasłabej luminescencji w przyszłości?
Będzie to nieinwazyjna metoda określania jakości i trwałości produktów biologicznych i żywności. Już w tej chwili jesteśmy w stanie określić że przykładowe jabłko psuje się od środka. Trwają intensywne prace nad udowodnieniem tezy, że żywność która emituje większą zawartość fotonów jest „zdrowsza”. W pracach bierze udział kilka ośrodków z Polski i UE które badają takie same produkty o różnej zawartości ilości fotonów między innym na szczurach i liniach komórkowych. Uzyskanie pozytywnych wyników tych prac pozwoli potwierdzić założoną tezę.
W założeniach producenci będą zainteresowani umieszczaniem na swoich produktach informacji na temat emisji fotonowej jako oświadczenia zdrowotnego.
Wpływ zmiennego pola magnetycznego na kinetykę wzrostu drożdży Saccharomyces cerevisiae
Jakie widzi Pan perspektywy wykorzystania wpływu pola elektromagnetycznego na szczepy drożdży w praktyce? W jakich obszarach można byłoby to zastosować?
Dostrzegam możliwość wykorzystania pola elektromagnetycznego jako stymulatora
wzrostu drożdży w przedsiębiorstwach, gdzie hodowla drożdży jest jednym z elementów
procesu produkcyjnego. Dostrzegamy możliwość zastosowania PEM w laboratoriach jako
potencjalnego czynnika różnicującego szczepy drożdży S. cerevisiae. W obu przypadkach
kluczowe jest zastosowanie odpowiednich parametrów ekspozycji.
Z czego wynikają różnice efektu wpływu stymulacji polem magnetycznym na różne szczepy drożdży? Czy widzi Pan jakąś różnice w ich materiale genetycznym, ktora może generować różne reakcje przedstawione na posterze?
Różnice prawdopodobnie uwarunkowane są materiałem genetycznym badanych szczepów
drożdży. Drożdże należące do tego samego gatunku, a innego szczepu wykazują różnice w
genomie, które mogą przekładać się na fenotyp, w tym także wrażliwość na pole
elektromagnetyczne. W naszych badaniach nie zajmowaliśmy się genetyką, zatem bazując
na nich nie jesteśmy w stanie wskazać konkretnego genu który mógłby taki efekt
powodować.
Dlaczego do eksperymentu zostały wybrane przedstawione szczepy drożdzy? Skad wynika ten wybór? Jakie są różnice między tymi dwoma szczepami?
Wykorzystaliśmy te szczepy, ponieważ są one często stosowane jako obiekty badawcze.
Szczep laboratoryjny cechuje się dobrze poznanym przez człowieka materiałem
genetycznym, natomiast szczep winiarski posiada zdolność do wysokiej alkoholizacji.
Owady Jadalne – żywność przyszłości
Czy wie Pani jak wymagające są hodowle owadów? Jakie nakłady trzeba byłoby ponieść i jakie trudności byłyby w założeniu hodowli odpowiadających ilości składników odżywczych dostarczanych przez produkowane dzisiaj tradycyjnie mięso? Jak kształtuje się cena produkcji 1 kg owadów jadalnych w porównaniu do mięsa wieprzowego/wołowego/drobiowego?
Na wyprodukowanie 1kg mięsa wołowego potrzeba średnio 7,7 kg paszy, wieprzowego 3,6
kg, a z owadów wystarcza 1,7 kg. Udział części jadalnej w masie zwierząt dla świerszczy
wynosi ok. 80%, dla drobiu oraz trzody chlewnej 55%, a dla bydła tylko 40% strawnych części.
W porównaniu do tradycyjnej produkcji zwierzęcej, wyhodowanie takiej samej masy owadów
wymaga znacznie mniejszego nakładu miejsca. Owady jadalne charakteryzują się dużą
płodnością, szybkim wzrostem oraz krótkim cyklem życiowym, co wpływa na efektywność z
jaką może być produkowana z nich żywność. Oprócz korzyści żywieniowych, hodowla
owadów w porównaniu z tradycyjną hodowlą zwierząt wydaje się być bardziej przyjazna dla
środowiska ze względu na mniejsze zużycie energii, niższe zanieczyszczenie wody jak i
gruntów użytkowych oraz niższą emisję gazów cieplarnianych.
Jak kosztowne są hodowle owadów jako produktu spożywczego?
Nie jestem w stanie odpowiedzieć na to pytanie, ponieważ nie mam aż takiej wiedzy, z
zakresu przemysłu. Mogę jedynie przypuszczać, że koszty produktu spożywczego na bazie
jadalnych owadów będą niższe niż w przypadku produktów opracowanych na bazie tradycyjnie
spożywanych mięs.
Czy spożywanie owadów jako głównego źródła białka może być w jakikolwiek sposób szkodliwe dla ludzi? Czy spożywanie owadów może wywierać jakiś wpływ na naszą florę bakteryjną?
Owady podobnie jak tradycyjne produkty żywnościowe, mogą wywoływać problemy
zdrowotne, takie jak alergie lub zatrucia pokarmowe. Mogą one zawierać patogeny, metale
ciężkie oraz pozostałości pestycydów. Zanieczyszczenia te nie są szczególnie wyróżniające się
na tle ogólnych zanieczyszczeń żywności, a ich zawartość nie przekracza bezpiecznego
poziomu. Potencjalnym czynnikiem alergizującym owadów są białka, m.in. tropomiozyna,
kinaza argininowa i α-amylaza. Badania wykazały możliwość wystąpienia alergii krzyżowej
między skorupiakami a owadami jadalnymi.
W jaki sposób bada się wartości odżywcze owadów jadalnych?
Właściwości odżywcze owadów bada się w taki sam sposób jak w przypadku innych
produktów spożywczych, m.in. z wykorzystaniem metod chromatograficznych,
fizykochemicznych, spektrofotometrycznych itp.
Czy dostępne są obecnie jakiekolwiek badania dokumentujące długofalowy wpływ na zdrowie ludzi spożywania dużych ilości owadów i traktowania ich jako podstawy diety?
Przeglądając różne publikacje pamiętam, że było prowadzone 2 tygodniowe badanie, które
polegało na sprawdzeniu wpływu dodatku mąki ze świerszczy na stan zdrowia badanej grupy.
Jedna grupa dostawała koktajl z dodatkiem mąki z owadów, a druga ten sam koktajl bez
dodatku mąki ze świerszczy. Rezultatem tych badań był wzrost enzymu metabolicznego
związanego ze zdrowiem jelit i spadek białka prozapalnego w osoczu krwi, a także wzrost
bakterii Bifidobacterium animalis, które poprawiają funkcję przewodu pokarmowego i
zwiększają odpowiedź układu immunologicznego. Obecnie jestem w stanie przytoczyć takie
badania, możliwe, że są prowadzone inne, z dłuższym czasem zbierania wyników i może
jeszcze nie zostały opublikowane.
Nowe kierunki w produkcji proszków owocowych i warzywnych
Na czym polega szkodliwość produktów reakcji Maillarda i karmelizacji?
Produkty reakcji Maillarda i karmelizacji to związki powstające podczas procesów
termicznych i/lub przechowywania żywności i wykazujące możliwe szkodliwe skutki
dla ludzi. Spośród zidentyfikowanych i opisanych w literaturze, akrylamid i 5-
hydroksymetylofurfural (HMF) są jednymi z najszerzej przebadanych związków.
Zarówno akrylamid jak i HMF są uważane za prawdopodobnie lub potencjalnie
kancerogenne i mutagenne dla ludzi lub mogą być metabolizowane przez organizm
do potencjalnie rakotwórczych związków. Udowodniono, że akrylamid jest
rakotwórczy dla gryzoni, a niektóre badania epidemiologiczne zwróciły uwagę na
związek pomiędzy akrylamidem spożywczym a zwiększonym ryzykiem wystąpienia
niektórych rodzajów nowotworów. Wykazano również, że HMF został
przekształcony in vivo w 5-sulfoxymethylfurfural (SMF), który jest związkiem
genotoksycznym. Innymi związkami, do formowania których dochodzi podczas
reakcji Maillarda i karmelizacji są produkty końcowe zaawansowanej glikacji
pochodzenia żywnościowego, które zwiększają stres oksydacyjny i stany zapalne,
czyli procesy, które odgrywają główną rolę w powstawaniu chorób przewlekłych.
Jak kosztowna jest produkcja proszków owocowych i warzywnych? Czy koszty są porównywalne do produkcji dodatków syntetycznych? Czy wykorzystanie proszków owocowych i warzywnych jako zastępstwa dla dodatków syntetycznych może wpłynąć na finalną cenę produktów?
Niestety nie jestem w stanie odpowiedzieć konkretnie jakiego rzędu są to koszty i
różnice, ponieważ w swojej pracy naukowej skupiam się na otrzymywaniu
innowacyjnych proszków owocowych i warzywnych w skali laboratoryjnej i z tego też
względu oszacowanie nakładów koniecznych przy produkcji przemysłowej jest dla
mnie niezwykle trudne. Oczywistym jest, że koszt proszków owocowych i
warzywnych wykorzystywanych jako naturalne dodatki do żywności będzie znacznie
wyższy niż produkcja tych syntetycznych, choćby przez wzgląd na znacznie bardziej
skomplikowany proces otrzymywania. Koszt produkcji takich proszków uzależniony
od wielu czynników, m.in rodzaju wykorzystanego surowca (dostępność, koszty
dystrybucji). ale także formy z jakiej ma zostać uzyskany proszek – całe
owoce/warzywa, soki, koncentraty, przeciery, pulpy. Przy produkcji proszków z form
płynnych (soki, koncentraty) konieczne jest zastosowanie substancji nośnikowej (np.
inulina, oligofruktoza), bez której nie jest możliwe otrzymanie sproszkowanej postaci,
co dodatkowo podwyższa koszty. Co więcej, sposób otrzymywania – w tym
przypadku odwadniania – ma ogromny wpływ na to jak kształtować będą się koszty
produkcji. Przykładowo zastosowanie suszenia rozpyłowego jest około 10 razy
tańsze niż liofilizacja.
Jednakże, cały czas trwają prace nad opracowywaniem innowacyjnych technologii
oraz optymalizacją procesów produkcji pozwalających na otrzymywanie
wysokojakościowych proszków wykazujących możliwie najlepsze właściwości
prozdrowotne z jednoczesnym zachowaniem opłacalności produkcji.
Czy do produkcji proszków owocowo warzywnych próbowano dotychczas wykorzystać np. liofilizację pulp lub przecierów? Jak Pani myśli, czy taka metoda sprawdziłaby się w przypadku otrzymywania proszków owocowo- warzywnych?
Według mojej wiedzy na rynku można znaleźć proszki owocowe bądź warzywne,
które zostały otrzymane z pulp oraz przecierów sposobem sublimacji, jak na przykład
liofilizowana pulpa z owoców pomarańczy, mandarynek, limonek czy grejpfrutów
marki Sosa jak również proszek z pulpy awokado marki ACADO czy liofilizowane
puree z pomidorów od Sussex Wholefoods. Co więcej, liczne badania potwierdzają
możliwość wykorzystania liofilizacji do produkcji proszków z pulp oraz przecierów na
przykład z rokitnika, guawy, kiwi, pomidorów czy dyni. Niewątpliwie jest to jeden z
najkorzystniejszych sposobów odwadniania pod względem zachowania wysokiej
jakości produktów końcowych (zachowanie cennych składników bioaktywnych
wrażliwych na temperaturę). Niemniej jednak jest to również bardzo kosztowna
metoda, a otrzymane produkty cechuje wysoka higroskopijność, niepożądana w tego
rodzaju produktach przez wzgląd na efektywność pakowania i późniejszego
przechowywania. Pod tym względem znacznie lepiej sprawdza się suszenie
rozpyłowe, które jak pokazują najnowsze badania pozwala w porównywalnym
stopniu do liofilizacji na zachowanie jakości, a do tego jest około 10 razy tańsze niż
sublimacja.
Gdzie wykorzystywane są proszki owocowo-warzywne w farmacji?
W zależności od surowca z jakiego powstały, technologii otrzymywania oraz finalnej
jakości przede wszystkim w rozumieniu właściwości prozdrowotnych proszki
owocowe i warzywne są wykorzystywane na przykład jako składniki środków
farmaceutycznych (naturalne barwniki czy też substancje smakowe/zapachowe).
Proszki otrzymane z naturalnych ekstraktów owocowych bądź warzywnych mogą
pełnić nie tylko te funkcje, ale także dzięki wysokiemu potencjałowi
antyoksydacyjnemu – stanowić podstawowe składniki suplementów diety oraz pełnić
rolę nutraceutyków. Sproszkowana forma stanowi dodatkowy atut, gdyż w zależności
od pożądanego typu produktu, pozwala na ich aplikację zarówno w takiej postaci lub
też po odtworzeniu (rozpuszczeniu) w postaci płynnej.
Zmienność w architekturze – wczoraj, dziś i jutro
Czy nie uważa Pani, że przy projektowaniu "budynków przyszłości" coraz mniej bierze się pod uwagę zasadność wykorzystania niektórych innowacji i ich cenę? Czy nie wykorzystuje się niektórych rozwiązań głównie ze względu na chęć pokazania osiągnięć budownictwa bez prawdziwego uzasadnienia ich zastosowania, tylko po to żeby robily one wrażenie?
Duża część obecnie stosowanych rozwiązań kinetycznych i responsywnych w istocie
ograniczają się do wywołania zaskoczenia u widza i nie są elementem funkcjonalnym w
istocie lepszym niż, prostsze i tańsze, klasyczne rozwiązania. Widzę jednak szansę na to
aby architektura kinetyczna i responsywna pozwoliła na podniesienie komfortu życia
użytkowników, przy jednoczesnemu ograniczeniu potrzebnej przestrzeni, poprzez
wykorzystywanie tej samej powierzchni do różnych celów, zarówno w przestrzeniach
prywatnych jak i publicznych. Zmienna architektura i architektura zintegrowana z systemami
robotycznymi może mieć również zastosowanie na polu podnoszenia komfortu i
bezpieczeństwa osób starszych i niepełnosprawnych, których procentowa liczba w
społeczeństwie ma w najbliższych latach stale rosnąć. Temat ten był podjęty między innymi
na WAPW podczas projektu eksperymentalnego ROBOsenior w latach 2017/2018 i
2018/2019 pod kierunkiem Profesora Jerzego Wojtowicza i Profesora Stefana Wrony.
Czy Pani zdaniem nowoczesne i bardziej funkcjonalne budownictwo może w przyszłości wyprzeć i spowodować likwidację, a następnie zastąpienie budynków zabytkowych?
Nie prowadziłam do tej pory badan nad zależnościami pomiędzy rozwojem architektury
responsywnej i kinetycznej, a historyczną tkanką architektoniczną. Na podstawie moich
doświadczeń żywię nadzieję, że w tym względzie można liczyć na symbiozę, gdzie
nowoczesna architektura może stanowić ramę dla podkreślenia walorów obiektów
zabytkowych. Współczesne trendy mogą jedynie zahamować, lub ograniczyć budowanie
obiektów historyzujących, niekiedy ślepo kopiujących rozwiązania funkcjonalne i plastyczne,
nie odpowiadające na współczesne potrzeby użytkowników.
Kompozyty HKUST-1/CNT – synteza i charakterystyka
Jak powszechnie wykorzystywane są kompozyty HKUST w przemyśle?
Materiały kompozytowe typu HKUST-1/CNT nie są jeszcze stosowane w przemyśle. Obecnie są to
materiały, których właściwości i możliwości zastosowania są badane laboratoryjnie. Coraz częściej
produkowany i sprzedawany na rynku komercyjnym jest HKUST-1 (zajmują się tym np. BASF czy
NovoMOF), jednakże nawet w tym przypadku nie obserwujemy jeszcze szerokiego zastosowania
w przemyśle.
Jak kosztowna jest produkcja kompozytów HKUST-1/CNT? Czy są one konkurencyjne w stosunku do innych materiałów wykorzystywanych do magazynowania i separacji gazów pod kątem kosztów oraz efektywności działania?
Produkcja zarówno szkieletów metalo-organicznych, jak i ich kompozytów jest stosunkowo droga.
Obecnie HKUST-1 produkowany przez BASF kosztuje ok. 1780 zł za 10 g, a do tego należałoby doliczyć
koszt nanorurek węglowych. Stąd też cena nie jest tak korzystna jak w przypadku innych materiałów
stosowanych do magazynowania gazów, np. węgli aktywnych.
Jednakże szkielety metalo-organiczne mają szereg zalet, istotnych z punktu widzenia sorpcji i
separacji gazów, których nie posiadają inne dotychczas znane materiały porowate. Można tu
wymienić np. bardzo dużą powierzchnię właściwą, nawet 6-7 tys. m 2 /g, możliwość projektowania
wielkości porów poprzez odpowiedni dobór ligandów i węzłów metalicznych, identyczne pory w całej
objętości materiału. Dodatkowo możliwy jest dobór odpowiednich grup w linkerach organicznych i
węzłów, które mogą maksymalizować efekt, dzięki interakcjom z konkretnymi gazami, które mają
zostać zaadsorbowane. Zalety materiałów typu MOF obserwuje się także w przypadku kompozytów
MOF/CNT, które dodatkowo, dzięki obecności nanorurek węglowych, charakteryzują się dobrym
przewodnictwem cieplnym i elektrycznym, wytrzymałością mechaniczną czy hydrofobowością.
Czy może Pani powiedzieć więcej na temat zastosowania HKUST-1 jako sensorów? Czy jest to rozwiązanie wykorzystywane powszechnie w przemyśle? Czy raczej innowacja na etapie badań laboratoryjnych?
HKUST-1 i jego kompozyty zostały z powodzeniem wykorzystane do detekcji wielu różnych związków
m.in. do wykrywania wilgoci w powietrzu, lotnych związków organicznych, formaldehydu, acetonu,
glukozy, dopaminy czy nadtlenku wodoru. Badania te przeprowadzono jednak tylko w skali
laboratoryjnej.
W przypadku materiałów typu MOF nie można jeszcze mówić o powszechnym wykorzystaniu
w przemyśle w żadnej dziedzinie. Jednak można obserwować kilka bardzo interesujących projektów,
dla których przygotowano studium przypadku, np. wykrywanie toksycznych gazów, rozdział
węglowodorów czy pochłanianie wilgoci występującej w powietrzu w celu otrzymywania wody pitnej.
Z sukcesem wykorzystano także materiały typu MOF na nieco większą niż laboratoryjna skalę
w bateriach, magazynowaniu gazów do napędzania samochodów (w przypadku HKUST-1 – projekt
EcoFuel Asia Tour), a także gazów toksycznych czy też jako adsorbenty i systemy uwalniające
konserwanty podczas przechowywania owoców i warzyw.
Innowacyjny produkt mięsny z dodatkiem owoców kaliny koralowej Viburnum opulus
mgr inż. Monika Mazur
dr inż. Anna M Salejda
dr hab. inż. Grażyna Krasnowska, prof. UPWr
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Czy może Pani coś więcej powiedzieć nt. zalet stosowania kaliny koralowej?
Kalina charakteryzuje się wysoką zawartością witaminy C, wykazuje również znaczącą
aktywność przeciwutleniającą. Wzbogacenie produktów mięsnych o dodatek owoców kaliny może
stanowić ciekawy sposób na nadanie żywności cech bioaktywnych.
W jaki sposób przygotowywano próbki do badań?
Kalina po zebraniu w okresie dojrzałości została przemrożona, następnie zostały usunięte pestki, a
owoce zostały rozdrobnione i poddane procesowi liofilizacji. W takiej postaci owoce zostały dodane
na różnych poziomach do przygotowanego wcześniej farszu mięsno – tłuszczowego.
Co może sprawiać, że dodatek kaliny powoduje spadek wydajności produkcji?
Spadek wydajności produkcji spowodowany jest obniżeniem wartości pH produktu, a tym samym
następuje wzrost wycieku termicznego.
W jaki sposób można zniwelować wpływ dodatku kaliny na smak i zapach produktów mięsnych?
Planowany jest proces enkapsulacji owoców kaliny i ich dodatek do produktów mięsnych w celu
zniwelowania wpływu na smak i zapach.
Nawiązując do przedstawionych zdjęć. Skąd wynika gorszy wygląd i mniej stabilna struktura w przypadku dodania 0,1g/100g, a za to znacznie lepszy wygląd przy 0,15g/100g?
Niestety na tym etapie nie jestem w stanie odpowiedzieć na to pytanie. Badania były
próbą pilotażową i są obecnie kontynuowane. Potrzebna jest większa liczba powtórzeń (produkcji),
aby zauważyć i wytłumaczyć tę zależność.
Czy głównym celem dodania kaliny koralowej do przetworów mięsnych jest polepszenie ich składu pod względem wartości odżywczych?
Głównym celem jest wzbogacenie produktu mięsnego o związki bioaktywne (polifenole,
witamina C). Z przeprowadzonych dotychczas badań wykazano, że dodatek korzystnie wpłynął na
zahamowanie rozwoju drobnoustrojów w produkcie i zahamowanie negatywnych procesów
oksydacyjnych.
Jak widzi Pani perspektywy w wykorzystaniu kaliny koralowej oraz innych roślin w przyszłości? Wydaje mi się, przez wzgląd na informację o dziko rosnących roślinach tego gatunku, że jest to rozwiązanie stosunkowo niedrogie do wdrożenia go do przemysłu?
Dodatek dziko rosnących roślin ma swój duży potencjał w przemyśle. Pozyskiwanie jest
niedrogie, owoce, zioła są cennym źródłem związków bioaktywnych, które korzystnie wpływają na
produkty. Niestety nie jest to idealne rozwiązanie dla przemysłu, lecz jakaś alternatywa. Owoce te
dojrzewają we wrześniu, nie są dostępne przez cały rok, mogą być dodawane na mniejszą skalę
produkcji, gdyż w innym wypadku należałoby założyć plantację tych roślin, aby zapewnić efektywny i
ekonomiczny proces produkcyjny.
Wpływ metody syntezy na właściwości fizykochemiczne UiO-66(Ce)
Jakie są obszary zastosowania UiO-66?
Przede wszystkim jest to adsorpcja gazów i kataliza heterogeniczna, ale również produkcja
sensorów chemicznych o wysokiej wrażliwości czy usuwanie barwników organicznych z
wody. Przeważnie są to struktury modyfikowane poprzez dodanie dodatkowych centrów
metalicznych (np. miedzi) czy grup funkcyjnych (np. grupy aminowej).
Czy materiały typu MOF mają jakieś komercyjne zastosowania?
Ze względu na ograniczoną jak dotąd komercyjną dostępność tych materiałów, komercyjne
zastosowania są nieliczne. Jednak w ciągu ostatnich 5 lat obserwuje się znaczny wzrost
dostępności gotowych MOF, a dzięki temu wzrost komercyjnych zastosowań. Testuje się
zastosowanie w katalizie (głównie reakcje utleniania i uwodornienia), ale są to póki co prace
badawcze. Znane obecnie komercyjne zastosowania to: adsorbenty w instalacji PSA do
separacji gazów (MOF Technologies), adsorbenty CO i CO2 (Basolite C300 – BASF),
zbiorniki ION-X do magazynowania gazów niebezpiecznych, wykorzystywane w przemyśle
elektronicznym (NuMat Technologies) czy opakowania opóźniające dojrzewanie owoców
(MOF Technologies). Ze względu na duże możliwości funkcjonalizowania MOF firmy je
produkujące współpracują z klientami i dostosowują produkty do konkretnych zastosowań.
Jak widzi Pan przyszłość zastosowania UiO-66 w przemyśle? Czy jest on konkurencyjny dla innych związków wykorzystywanych do podobnych celów?
Moim zdaniem, UiO-66 będzie wykorzystywany jako katalizator (lub jego część) w reakcjach
heterogenicznych. Łatwość modyfikacji i aktywność istniejących centrów metalicznych są
wyjątkowo zachęcające do badań i poszukiwania reakcji w których takie układy będą
wydajniejsze niż dotychczas stosowane katalizatory. Czy będą konkurencyjne? Pozwolę
sobie odpowiedzieć na to pytanie na przykładzie reakcji bezpośredniej konwersji CO2 do
metanolu. W przypadku klasycznego katalizatora (np. Pd/ZnO), działającego w temp. 250 C i
ciśnieniu 20 bar, osiągnięto wydajność metanolu wynoszącą 323 umol/(gPd*h). Zaś w reakcji
z wykorzystaniem UiO-66 impregnowanym miedzią, w temperaturze 200 C i ciśnieniu 18 bar
osiągnięto wydajność metanolu 468 umol/(gCu*h). Podsumowując, katalizator oparty na
UiO-66 jest wydajniejszy w łagodniejszych warunkach, przy prawie jednakowej
selektywności katalizatora do metanolu: 60% (Pd/ZnO) i 59% (Cu/UiO-66). Dlatego uważam,
że katalizatory wykorzystujące strukturę UiO-66 będą konkurencyjne w wybranych
zastosowaniach. Głównym problemem jest dostępność MOF w przemysłowych ilościach,
jednak branża komercyjnych producentów MOF dynamicznie się rozwija, co pozwoli usunąć
tę przeszkodę.
Czy przedstawiona przez Pana metoda syntezy UiO-66 jest kosztowna? Czy uważa Pan, że jest on atrakcyjny dla przemysłu?
Przedstawiona przeze mnie metoda syntezy nie jest kosztowna, głównym składnikiem
kosztów jest cena substratów (kwas tereftalowy i prekursor metaliczny) oraz rozpuszczalnika
(dimetylofromamidu). Obecne metody komercyjnej produkcji MOF to między innymi metoda
mechanochemiczna, czy hydrotermalna. Powstaje coraz więcej firm, które opracowują nowe
technologie produkcji, najczęściej rozwijając już te znane. Ze względu na dynamikę tego
rozwoju firmy niechętnie dzielą się danymi na temat konkretnych technologii. Natomiast
mając na uwadze, że proces syntezy ma znaczny wpływ na parametry i własności
otrzymywanego produktu, nie jest możliwe wskazać jednoznacznie która z metod będzie
najbardziej atrakcyjna dla przemysłu, bo zależy to od zastosowania produktu.
