BirchSorb

Projekta apraksts

Projekta mērķis ir sintezēt bio-bāzētus polimēru sorbentus no bērza mizas ekstraktvielām (triterpēniem), izmantojot tos kā stacionāro fāzi un pielietojot sorbentus atdalīšanas un attīrīšanas procesos, īpaši šķidruma hromatogrāfijas (liquid chromatography-LC) un cietfāzes ekstrakcijas (solid phase extraction-SPE) jomās. Pētījums ietilpst industriālās izpētes jomā, aptverot pielietoto izpēti un inovāciju aktivitātes. Projekts “Bio-bāzēto polimēru sorbentu sintēze no bērza mizas ekstraktvielām” atbilst Latvijas Viedās specializācijas stratēģijas (RIS3) pamatmērķiem, veicinot zināšanu ietilpīgu bioekonomiku; fotonikas un viedo materiālu, tehnoloģiju un inženiersistēmu attīstību. Pētījumi par bio-bāzētiem polimēru sorbentiem ir īpaši aktuāli materiālu zinātnē un vides inženierijā, jo šie sorbenti piedāvā ilgtspējīgu alternatīvu tradicionālajiem sorbentiem. Bio-bāzētie polimēri ir biodegradējami, kas palīdz samazināt vides piesārņojumu. Pašlaik pētījumi ir vērsti uz šo sorbentu biodegradējamības uzlabošanu un īpašību optimizāciju, piemēram, augsta virsmas laukuma un porozitātes nodrošināšanu.

Projekta mobilitātes ietvaros plānota divu mēnešu pētniecības vizīte uz Upsalas Universitātes Ķīmijas departamentu Zviedrijā, kur tiks attīstītas prasmes bio-bāzēto sorbentu testēšanā ar modernām hromatogrāfijas un masspektrometrijas metodēm. Šī mobilitāte sniegs būtisku ieguldījumu pētniecības kvalitātes un starptautiskās sadarbības attīstībā, kā arī sagatavos pamatu turpmākiem kopprojektiem un tehnoloģiskajai izcilībai.

Uzsaukums: Eiropas Savienības kohēzijas politikas programmas 2021.–2027. gadam 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Pētniecības un inovāciju kapacitātes stiprināšana un progresīvu tehnoloģiju ieviešana kopējā P&A sistēmā" īstenošana.

Aktivitāte: 1.1.1.9. pasākuma "Pēcdoktorantūras pētījumi".

Projekta kopējais finansējums: 184 140 EUR, t.sk. Eiropas Reģionālās attīstības fonda  līdzfinansējums 85% apmērā – 156 519 EUR.

Projekta ilgums: 36 mēneši

Projekta īstenošanas vieta: Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

Projekta īstenošanas gaita

30.12.2025.

Projekta progresa ziņojums par periodu no 01.07.2025. - 31.12.2025.

Veikta aktivitāte Nr.1 “Bio-bāzētu sorbentu sintēze, izmantojot dažādas tīrības pakāpes bērza mizas ektraktvielas”.

• Bērza ārējās mizas ekstraktvielu sastāva noteikšana. Sākotnējiem eksperimentiem izmantotā izejviela (bērza ārējās mizas ekstraktvielas) tika iegūta, izmantojot Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūtā izstrādāto bērza mizas ekstrakcijas tehnoloģiju. Ekstraktvielu sastāvs tika noteikts, izmantojot GC-FID sistēmu. Papildus tika noteiktas ekstraktvielu joda un hidroksilvērtības, kā arī veikta FTIR, TGA un DSC analīze.
• Bio–sorbentu sintēzes apstākļu optimizācija. Sorbentu sintēzei tika testēti vairāki šķīdinātāji — toluols, etanols un tetrahidrofurāns (THF). Labākā ekstraktvielu šķīdība tika novērota THF gadījumā; tomēr ir būtiski, lai šis šķīdinātājs nesaturētu stabilizatoru BHT, jo tas reaģē ar radikāļu iniciatoru novēršot reakcijas iniciēšanu. Toluolu parasti izmanto šāda veida sintēzēs, jo tas darbojas kā efektīvs poru veidošanas aģents, taču bērza mizas ekstraktvielām toluols nebija piemērots, jo ekstraktvielas tajā nešķīst. Reakcijas maisījumā tika testētas dažādas ekstraktvielu koncentrācijas — 0 %, 5 % un 15 %. Visas sintēzes tika veiktas gan ar PVAL klātbūtni, gan bez tā.
• Iegūto bio–sorbentu raksturošana. Visi sintezētie sorbenti tika analizēti, izmantojot vairākas analītiskās metodes: funkcionālo grupu noteikšanu (joda un hidroksilvērtības), izmēru un virsmas morfoloģijas noteikšanu, izmantojot skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM), kā arī šķīdības testēšanu organiskajos šķīdinātājos. Tika noskaidrots, ka sintēzē izmantotais šķīdinātājs būtiski ietekmē ekstraktvielu šķīdību gala sorbentā. Ja sintēzē tika izmantots etanols, ekstraktvielu šķīdība organiskajos šķīdinātājos bija zemāka nekā sorbentiem, kas sintezēti THF vidē.

SEM attēls vienam no iegūtajiem bio-sorbentiem, kur par šķīdinātāju izmantots THF un pievienotais ekstraktvielu masas daudzums – 5 %

Projekta publicitāte

• Intervija avīzē “Diena”, sadaļā “Dabas diena” 2024. gada 8. decembra numurā (Bērza tāsī noslēptā bagātība. Raksta autore Ilze Gražule).
• Intervija žurnālā “Mājas viesis” 2024. gada 9. janvāra numurā (Izspiest bērzu līdz pēdējai pilītei. Raksta autore Ilze Kuzmina).
• Intervija radio NABA raidījumā Zinātnes vārdā, 2025. gada 20. februārī (Ķīmijas detektīve. Saruna ar Danielu Godiņu. Raidījumu vadīja Ieva Siliņa).
• Intervija Latvijas Radio 1 raidījumā Monopols, 2025. gada 5. augustā (Vai ar ķīmiju saistīts zinātniskais darbs ir radošs? Saruna ar pētnieci Danielu Godiņu. Raidījumu vadīja Kārlis Kazāks).
• Dalība Zinātnieku naktī 2025, iesaistot sabiedrību zinātnes popularizēšanas aktivitātēs.
• Sadarbība ar asociāciju Latvijas koks, vizītēs uz Latvijas skolām.

• Organizētas ekskursijas institūtā, stāstot skolēniem un studentiem par LVKĶI un PostDoc projektu.

   

01.07.2025.

Uzsākta projekta īstenošana.