Η Κίνα, ο μεγαλύτερος καταναλωτής και εισαγωγέας φυσικού καουτσούκ στον κόσμο, που καλύπτει τις ανάγκες του τεράστιου τομέα αυτοκινήτου της, αναζητά καινοτόμες λύσεις για να μειώσει την εξάρτησή της από τις εισαγωγές. Πέρυσι, η κατανάλωση ξεπέρασε τους 7 εκατομμύρια τόνους, με πάνω από το 85% να προέρχεται από εισαγωγές.
Ωστόσο, η μοναδική κινεζική φαρμακευτική φυτική ουσία Duzhong (επιστημονική ονομασία Eucommia ulmoides) εμφανίζεται ως μια ελπιδοφόρα εναλλακτική. Ενώ ο φλοιός της είναι ιδιαίτερα πολύτιμος στην παραδοσιακή κινεζική ιατρική (TCM), το Duzhong αποτελεί επίσης μια μοναδική πηγή φυσικού καουτσούκ στην Κίνα και είναι η δεύτερη μεγαλύτερη φυσική πηγή καουτσούκ παγκοσμίως.
Το καουτσούκ από Duzhong είναι εξαιρετικό για στρατιωτικές εφαρμογές, καθώς ακόμη και μια μικρή προσθήκη 3-5% μπορεί να βελτιώσει την ανθεκτικότητα και την αντοχή στη φθορά των ελαστικών υψηλής απόδοσης, ανθεκτικών στα τρυπήματα. Χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή προηγμένων συνθετικών υλικών ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης.
Παραδοσιακά, το Duzhong καλλιεργούνταν κυρίως στην κεντρική και νότια Κίνα, ιδιαίτερα στην πεδιάδα του ποταμού Γιανγκτσέ. Ωστόσο, οι αποδόσεις ήταν περιορισμένες και η διαδικασία εξαγωγής του καουτσούκ παρουσίαζε δυσκολίες.
Σε ένα τολμηρό πείραμα του 2016, με επικεφαλής τον Su Yinquan, κοσμήτορα δασολογίας στο Πανεπιστήμιο Northwest A&F, αγρότες ανέλαβαν την καλλιέργεια 14 εκταρίων (35 στρεμμάτων) αχρησιμοποίητης γης στην έρημο Γκόμπι, στην δυτική επαρχία Xinjiang της Κίνας, με σκοπό να καλλιεργήσουν Duzhong για πρώτη φορά. Μέχρι πέρυσι, η αρχικά πειραματική έκταση είχε μετατραπεί σε ένα εύφορο δάσος Duzhong. “Η βιομηχανία Duzhong ανθίζει”, δήλωσε ο Zhu Mingqiang, καθηγητής στο Northwest A&F που συνεργάστηκε με τον Su στα αρχικά χωράφια, στην China Science Daily. Η Κίνα καλλιεργεί Duzhong σε 300.000 εκτάρια και ο εθνικός στόχος είναι να φτάσει τα 3,3 εκατομμύρια εκτάρια έως το 2030, συμπεριλαμβανομένων 300.000 επιπλέον εκταρίων μόνο στο Xinjiang.
Η πρώτη πρόκληση για το έργο στην έρημο Γκόμπι ήταν η αναπαραγωγή. Η τεχνική ομάδα δημιούργησε μια βάση αναπαραγωγής στην κομητεία Lueyang της επαρχίας Shaanxi, πατρίδας του Πανεπιστημίου Northwest A&F. Βάσει βασικών δεικτών φαρμακευτικής αξίας και περιεκτικότητας σε καουτσούκ, οι επιστήμονες επέλεξαν πάνω από 50 υψηλής ποιότητας γενετικά υλικά από δέντρα Duzhong σε όλη την Κίνα για συστηματική αναπαραγωγή, αναπτύσσοντας τελικά ποικιλίες κατάλληλες για καλλιέργεια στην έρημο.
Η δεύτερη πρόκληση ήταν η αύξηση της εξαγωγής καουτσούκ. Σύμφωνα με το Εθνικό Σχέδιο Ανάπτυξης Βιομηχανίας Duzhong της Κίνας για την περίοδο 2016-2030, ο καρπός, ο φλοιός και τα φύλλα του δέντρου περιέχουν 15-18%, 8-10% και 2-3% φυσικό καουτσούκ, αντίστοιχα. Ο φλοιός Duzhong χρησιμοποιείται στην TCM για τη μείωση της αρτηριακής πίεσης, καθιστώντας τον πολύτιμο για χρήση στην παραγωγή καουτσούκ. Επιπλέον, τα περισσότερα δέντρα πεθαίνουν μετά τη συγκομιδή του φλοιού τους. Δεδομένου ότι ο καρπός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη φύτευση νέων δέντρων, οι τιμές του είναι πολύ υψηλές. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή ελαίου και άλλων δραστικών συστατικών, κάτι που αποτρέπει την εξαγωγή καουτσούκ, παρά την υψηλή περιεκτικότητα. Έτσι, μια βασική πρόκληση ήταν η επίτευξη υψηλότερων αποδόσεων σε φύλλα χωρίς να βλάπτονται τα δέντρα, ή η εξασφάλιση της ανάπτυξης περισσότερων φύλλων για εξαγωγή καουτσούκ.
“Η μετατροπή του ψηλού, δενδρόμορφου Duzhong σε χαμηλό, φυλλώδη θάμνο δεν αφορά απλώς το κλάδεμα του κορμού για την προώθηση διακλάδωσης”, δήλωσε ο Su στην China Science Daily. Η έλλειψη διακλαδώσεων περιόριζε την απόδοση των φύλλων, ενώ οι υπερβολικές διακλαδώσεις προκαλούσαν σκίαση που μείωνε την έκθεση στο φως και εμπόδιζε τη συσσώρευση ευεργετικών ενώσεων. Τα δέντρα Duzhong μπορούν να φτάσουν σε ύψος 15 μέτρα. Η ομάδα ανέπτυξε μια μέθοδο αναπαραγωγής για να τα τροποποιήσει σε ελαφρώς κοντύτερα δέντρα με περισσότερα φύλλα. Έφτασαν σε ένα βέλτιστο μοντέλο: έξι συστάδες κλαδιών ανά φυτό, κλαδεμένα στα 3-4 μέτρα για βέλτιστη ποιότητα και απόδοση φύλλων.
Η τελική πρόκληση ήταν η αποτελεσματική εξαγωγή καουτσούκ. Σε αντίθεση με τα καουτσουκόδεντρα, των οποίων το λάτεξ μπορεί να αρμέγεται, το καουτσούκ Duzhong υπάρχει ως στερεά σωματίδια ενσωματωμένα σε ανθεκτικά κυτταρικά τοιχώματα, καθιστώντας τις παραδοσιακές μεθόδους διαχωρισμού δύσκολες και αναποτελεσματικές. Τον Νοέμβριο του περασμένου έτους, ο Zhu πέτυχε μια σημαντική ανακάλυψη: μια διαδικασία εξαγωγής καουτσούκ “προτεραιότητας” που περιγράφεται σε μια δημοσίευση για το ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Η μέθοδος χρησιμοποιεί πράσινους διαλύτες χαμηλού σημείου τήξης σε συνδυασμό με βιολογική επεξεργασία για καθαρή αρχική εξαγωγή κόμμι, ακολουθούμενη από στοχευμένες μεθόδους για την απομόνωση του καουτσούκ. Αυτή η διαδικασία μειώνει την κατανάλωση ενέργειας της αρχικής εξαγωγής κατά περίπου 24% και τη χρήση διαλυτών κατά πάνω από 60%, ενώ επιτυγχάνει αποδόσεις και καθαρότητα που υπερβαίνουν το 91% και το 99%, αντίστοιχα.
