• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polscy naukowcy wiedzą, jak mądrze wykorzystać nadmiar ptasich piór

    21.01.2010. 00:54
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Do czego można wykorzystać kurze pióra? Okazuje się, że na przykład do utworzenia nowoczesnych gąbek do podawania leków i "papieropodobnego" materiału, na którym mogą malować artyści. Metodę tworzenia "biokompozytów z udziałem keratyny z piór" opracowali polscy naukowcy - zespół z łódzkiego Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych pod kierunkiem dr Krystyny Wrześniewskiej-Tosik. Za to rozwiązanie otrzymali Złoty Medal oraz Puchar belgijskiego Ministra ds. Klimatu i Energii podczas Targów Brussels Innova 2009.

    Możliwość zagospodarowania piór, czyli odpadów pochodzenia zwierzęcego, do produkcji biokompozytów lub "papieropodobnego" wytworu otwiera szerokie pole dla eksperymentów i interdyscyplinarnych poszukiwań naukowych.

    Głównym powodem, dla którego naukowcy zwrócili uwagę na możliwość wykorzystania piór jest ochrona środowiska. "Rocznie produkowanych jest około 70 tysięcy ton niebiodegradowalnych piór, biorąc pod uwagę ich lekkość, taka ilość zajęłaby kilka pociągów" - tłumaczy PAP dr Krystyna Wrześniewska-Tosik.

    Jak dodała, 95-96 proc. kurzego pióra stanowi keratyna. Jest to białko o wielu ciekawych i specyficznych właściwościach, co umożliwia szerokie wykorzystywanie zbudowanych z niego piór.

    Dotychczas przetwarzano ptasie pióra np. razem z pazurami i dziobami na mączkę czy paszę. Jednak - jak zauważa Wrześniewska-Tosik - karmienie mączką zwierząt tego samego gatunku, z których ona powstała może doprowadzić do różnych chorób, poza tym tak cenne białko powinno znaleźć bardziej użyteczne wykorzystanie.

    "Ochrona środowiska polega też na tym, by uprzątać odpad, wytwarzany w różnych gałęziach gospodarki. Stosując naszą metodę z jednej strony można ograniczyć zanieczyszczenie środowiska, a z drugiej wykorzystać je do produkcji nowych produktów do specjalnych zastosowań" - podkreśla naukowiec.


    Nowatorska gąbka jako nośnik leku


    Za pomocą opracowanej metody naukowcy uzyskali gąbki, które można będzie używać jako nośnik leków do leczenia trudno gojących się ran. "Taka gąbka o różnej grubości ze względu na rozwiniętą powierzchnię jest doskonałym materiałem medycznym i higienicznym" - mówi dr Wrześniewska-Tosik.

    Gąbki keratynowo-chitozanowe o różnej średnicy przetestowano w Instytucie Leków w Warszawie. Testy biologiczno-medyczne dotyczyły określenia działania cytotoksycznego, drażniącego i uczulającego. "Jak wykazały badania, przede wszystkim gąbki nie są toksyczne, nie wykazują działania drażniącego i uczulającego, znacznie łatwiej ulegają biodegradacji oraz posiadają doskonałe właściwości sorpcyjne" - zapewnia dr Wrześniewska-Tosik.

    Uzyskanie takiego materiału było możliwe dzięki ekstrakcji keratyny z piór. Jak opisywała naukowiec, pióra są najpierw odpowiednio zdezynfekowane tanim i nieszkodliwym dla człowieka środkiem, a potem odpowiednio rozdrabniane. Podczas procesu ekstrakcji keratyny w ograniczonym zakresie stosowane są alkalia i to jest jedyna niedoskonałość tej metody.

    Już wyodrębnioną z piór keratynę łączy się ze znanymi w medycynie i kosmetyce biopolimerami takimi jak alginian, celuloza i chitozan. Z celulozy wytwarza się opatrunki i bandaże. Chitozan i alginian też są znane i od dawna używa się ich w medycynie i kosmetyce.

    "Naturalne polimery połączyliśmy z naturalnym białkiem, czyli keratyną i otrzymaliśmy bardzo cenne biokompozyty, które mogą być używane w medycynie i kosmetyce, głównie jako opatrunki biologiczne i materiały higieniczne" - mówi dr Wrześniewska-Tosik.

    Wyjaśnia, że keratyna ma bardzo cenną właściwość - zwiększa chłonność wilgoci. Jeżeli rany są mokre, to taki "keratynowy" opatrunek z antybiotykiem może pomóc przyspieszyć gojenie rany, nie uczulając pacjenta.

    "Keratyna ma w swoim składzie chemicznym aminokwasy siarkowe. Siarka w różnej postaci od dawna była używana do odkażania, miała właściwości antygrzybiczne i antybakteryjne. Dawniej np. trądzik leczono mydłem siarkowym. To był dość prymitywny sposób, ale innego kiedyś nie było. Dodatek siarki do opatrunku pozwala na uzyskanie aktywności biologicznej, w tym właściwości przeciwmikrobowych" - tłumaczy naukowiec.

    Malować na piórach...

    Naukowcy z piór wytwarzają również tzw. wyrób papieropodobny. Dr Wrześniewska-Tosik wyjaśnia, że używa właśnie tej nazwy, bo słowo "papier" jest zarezerwowane dla papieru z celulozy, czyli z drewna.

    "Do papieru makulaturowego wprowadzamy nawet do 66 proc. rozdrobnionych piór. Tworzy się w ten sposób tzw. pulpa (miazga, półprodukt z rozdrobnionego materiału - PAP) do produkcji wyrobu papieropodobnego. Do jego wytwarzania, można używać takiej samej aparatury, jak do produkowania zwykłego papieru z celulozy" - opisuje naukowiec.

    Produkt przetestowali przede wszystkim artyści-malarze. Swoje obrazy na tym papierze malowali już artyści z warszawskiej Akademii Sztuk Pięknych i okazało się, że jest to bardzo interesujący materiał.

    "Oczywiście materiał trzeba jeszcze dopracować, zresztą prace nad nim wciąż trwają, ale już wiadomo, że nie przesiąka i nie ścieka z niego farba. Studenci byli tym zachwyceni i namawiają nas do kontynuowania badań. Poza tym artyści lubią nowości, więc fakt, że malują na piórach jest dla nich bardzo atrakcyjny" - zauważa rozmówczyni PAP.

    W przyszłości naukowcy będą badali również inne możliwości wykorzystania piór. "Na razie opanowaliśmy technologię wyrobu nietypowego papieru do użytku artystów-plastyków, ale nie wykluczone jest, że okaże się on przydatny dla innych grup odbiorców. Myślimy również o producentach wkładek obuwniczych. Keratyna chłonie wilgoć, więc będzie wyciągała pot sportowca ze stopy" - deklaruje dr Wrześniewska-Tosik.

    Pytana o możliwość wprowadzenia na rynek opracowanych technologii, tłumaczy, że podczas Targów Brussels Innova 2009, bardzo wiele firm zagranicznych interesowało się ich wynalazkiem. Jednak zdecydowanie bardziej fascynował ich sposób zagospodarowania piór, a nie sama ekstrakcja keratyny.

    "Polskie małe i średnie przedsiębiorstwa są zainteresowane, ale nie mają odpowiedniego kapitału. W czasach kryzysu nikt nie wyłoży dużych pieniędzy na coś, co dopiero dobrze rokuje" - podsumowuje naukowiec.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Rapidograf (od nazwy Rapidograph firmy Rotring) – pisak kreślarski w postaci pióra, który pozwala na rysowanie tuszem linii o stałej grubości. Służy do wykreślania rysunków i ich opisywania na papierze (brystolu) lub kalce technicznej. W skład kompletu wchodzi kilka piór kreślących linie o różnej grubości. Standardowo końcówki piór oznacza się różnymi kolorami w zależności od grubości. Zazwyczaj stosowane są grubości: 0,13 (fioletowy); 0,18 (czerwony); 0,25 (biały); 0,35 (żółty); 0,50 (brązowy); 0,70 (niebieski); 1,00 (pomarańczowy) i 1,40 mm (zielony). Turakowerdyna – zielony barwnik organiczny występujący naturalnie w piórach niektórych gatunków ptaków z rodziny turakowatych. Jest jednym z bardzo nielicznych zielonych barwników występujących w ptasich piórach – barwnik o bardzo podobnych właściwościach (możliwe, że identyczny z turakowerdyną) odkryto również u niektórych kuraków i długoszponów. Pióra większości innych gatunków przybierają kolor zielony dzięki załamywaniu się światła na strukturze piór. Pióra pudrowe - kruche pióra służące do pielęgnacji innych piór. Ptak rozkrusza je dziobem, rozprowadzając powstały proszek w brudnych miejscach. Występują u ptaków posiadających mały gruczoł kuprowy, na przykład u wszystkich papugowych, gołębiowatych, żako, czapli. Proszek powstały z piór pudrowych jest znanym ludzkim alergenem.

    Apretura (nm. appretur, fr. appreter - wykańczać) – uszlachetnianie, wykańczanie materiału nadające mu nowych lub lepszych cech i właściwości podnoszących ich właściwości użytkowe. Apreturowanie stosuje się przede wszystkim w stosunku do tkanin i skór ale też do papieru a nawet drewna. Podczas produkcji nowej odzieży cienka powłoka apretury polepsza wygląd wyrobu (intensyfikuje barwę), utrzymuje fason oraz zwiększa odporność na gniecenie się i zabrudzenia. Zwykle użytkowanie oraz kolejne prania lub czyszczenia powodują usunięcie fabrycznej apretury. Nanomateriały – wszelkie materiały, w których występują regularne struktury na poziomie molekularnym, tj. nie przekraczającej 100 nanometrów. Granica ta może dotyczyć wielkości domen jako podstawowej jednostki mikrostruktury, czy grubości warstw wytworzonych lub nałożonych na podłożu. W praktyce granica poniżej której mówi się o nanomateriałach jest różna dla materiałów o różnych właściwościach użytkowych i na ogół wiąże się to z pojawieniem szczególnych właściwości po jej przekroczeniu. Zmniejszając rozmiar uporządkowanych struktur materiałów można uzyskać znacznie lepsze właściwości fizyko-chemiczne, mechaniczne, itp.

    Lusterko – u ptaków: grupa piór na skrzydle ubarwiona mocno kontrastowo względem otaczających je piór. Może być istotną cechą rozpoznawczą, np. u krakwy. Najczęściej jest niebieskie lub zielone. Nie występuje u mew. Alwarezaury (Alvarezsauridae) – tajemnicza grupa zwykle niewielkich, długonogich, szybko biegających teropodów. Zarówno początek tej, grupy jak i jej pokrewieństwo z innymi dinozaurami są niepewne. Początkowo zostały uznane za wtórnie nielotne ptaki, jednak nowsze badania sugerują, że są one bazalnymi maniraptorami. Były to silnie wyspecjalizowane zwierzęta z krótkimi kończynami przednimi, o lekkiej budowie ciała. Ich szkielet sugeruje, że miały masywne klatki piersiowe i dobrze rozwinięte mięśnie kończyn przednich. Być może były to przystosowania do kopania. Alwarezaury miały też wydłużone szczęki uzbrojone w ostre zęby. Być może polowały na owady społeczne, takie jak termity. W Australii odkryto fragmentaryczne szczątki rapatora i walgettozucha, które mogą być gigantycznymi alwarezaurami. Jednak oba te rodzaje są uznawane obecnie za nomina dubia, z niepewną pozycją systematyczną. U jednego z przedstawicieli alwarezaurów – Shuvuuia deserti – stwierdzono obecność puchowego upierzenia. Jej pióra w testach immunologicznych wykazały obecność beta-keratyny – głównego białka występującego w ptasich piórach. Alwarezaury występowały w obu Amerykach, Azji i być może Australii (Rapator, Walgettosuchus) i Europie (Heptasteornis).

    Właściwości materiałowe – cecha każdego materiału zdefiniowanego jako kompozycja chemiczna w określonych warunkach fizycznych. Zależnie od warunków fizycznych, wartości właściwości materiałowych dla pojedynczego materiału mogą być różne. Nie są to więc właściwości materiału takie, jak np. skład chemiczny. Odpierzanie (skubanie) – usuwanie piór z tuszy drobiowej przed dalszą obróbka kulinarną. Są stosowane dwa sposoby odpierzania:

    Faktura (technika): Charakterystyczna powierzchnia przedmiotu wynikająca z właściwości fizycznych materiału z którego jest zrobiony, oraz sposobu jego obrobienia lub dodatków i zanieczyszczeń wyjściowego materiału. Może ona być gładka, chropowata, falista, niejednolita, pomarszczona. Często określana jest również poprzez porównania do innych materiałów posiadających ogólnie rozpoznawalną i charakterystyczną fakturę, np. aksamitna, skórzasta, faktura płótna. Zwyczajowo fakturę określa się jako dużą jeżeli znacznie odbiega od gładkiej powierzchni danego materiału.

    Confuciusornithidae – rodzina prymitywnych ptaków żyjących we wczesnej kredzie na terenie dzisiejszych Chin, jedyna należąca do rzędu Confuciusornithiformes. Typowym przedstawicielem rodziny jest Confuciusornis; oprócz niego zalicza się do niej również rodzaje: Changchengornis, Jinzhournis i Eoconfuciusornis. U około połowy z odnalezionych dotąd osobników zachowały się pozostałości łuskopodobnych piór ogonowych oraz zarówno piór puchowych jak i ostatecznych.

    Pokrywy, nadlotki (tectrices) – grupa piór przykrywających inne grupy upierzenia lub otwór uszny ptaków. Pokrywami nazwane są grupy piór u skrzydeł, ogona jak i głowy. Lak – materiał mający właściwość mięknięcia w podwyższonej temperaturze aż do postaci półpłynnej oraz zastygania w temperaturze pokojowej. Po zastygnięciu trwale zachowuje kształt, który miał w trakcie obniżania temperatury i ma dobrą przyczepność do papieru i materiałów tekstylnych (płótna, także nici itp.), przy czym jest stosunkowo kruchy.

    Dodano: 21.01.2010. 00:54  


    Najnowsze