Композит на основе конопли может облегчить беспочвенное земледелие

Рост производства конопли в США и других странах привел к увеличению количества побочного продукта — конопляного волокна.

Смешивая волокна конопли с другими материалами, можно получить многофункциональные биокомпозиты, подходящие для выращивания растений методом гидропоники. Этот вид беспочвенного земледелия значительно сокращает использование земли, воды и пестицидов.

Однако биокомпозиты на основе конопли иногда не обладают необходимой механической прочностью для поддержки роста растений. Существующие химические методы улучшения структурной целостности таких композитов часто производят летучие органические соединения (ЛОС), вредные для здоровья и окружающей среды.

Химик Барри Чунг и его коллеги предложили подход, который химически связывает структурный компонент волокон конопли — лигнин — с «связующими молекулами», укрепляющими конечный биокомпозит. В отличие от предыдущих методов, подход команды требует только воды в качестве растворителя и дает безвредные неорганические соли вместо ЛОС в качестве побочных продуктов.

Механические испытания показали, что новый биокомпозит прочнее стандартного аналога на основе конопли и лучше сохраняет форму под действием сжимающих сил. Он также может удерживать примерно в два раза больше воды, чем чистое конопляное волокно, приближаясь по влагоемкости к коммерческому торфяному мху.

Команда успешно вырастила на этом биокомпозите редис Дайкон и зеленый горошек, что указывает на его потенциал в качестве жизнеспособной и экологически чистой среды для роста.

Применение этого химического метода к другим волокнам, содержащим лигнин (лен, джут, кокосовая скорлупа), может создать ряд устойчивых биокомпозитов для использования в средах для выращивания, биопластиках и упаковочных материалах.

Расширение ассортимента гидропонных сред для выращивания может стать особенно важным по мере роста населения планеты, истощения водных ресурсов и эрозии пахотного слоя, что усложняет традиционное земледелие.