新型植物性塑料耗材，擁有跟PET一樣的強(qiáng)度且對(duì)環(huán)境友好

魔猴君  行業(yè)資訊   876天前

導(dǎo)讀：塑料是一種堅(jiān)韌切多功能的材料，當(dāng)它們被使用時(shí)它們很好，但當(dāng)它們最終進(jìn)入環(huán)境時(shí)就不那么友好了。

2022年6月28日，EPFL的科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了一種新的類PET塑料材料，它來自廢棄的植物物質(zhì)，可以通過化學(xué)方式回收或在環(huán)境中降解為無害的糖類。這種新材料從木質(zhì)素中獲得了跟塑料相媲美的強(qiáng)度。木質(zhì)素是一種生物聚合物，構(gòu)成了植物細(xì)胞的硬壁。在以往的研究工作中，EPFL團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種在廉價(jià)化學(xué)品中烹調(diào)木材和樹皮等非食用植物材料的方法，該方法提取木質(zhì)素并使其保持穩(wěn)定以此來生產(chǎn)一種塑料前體材料。現(xiàn)在，在新研究中，研究人員使用了一種不同但相關(guān)的化學(xué)品來制造出一種更通用的生物塑料。

（a）天然木材組成示意圖；（b）木質(zhì)素3D打印蜂窩狀結(jié)構(gòu)的光學(xué)照片；（c）木質(zhì)素顆粒和木質(zhì)素基墨水直接印刷照片；（d）FDM法與直接墨水印刷法制備3D結(jié)構(gòu)性能對(duì)比雷達(dá)圖；（e）纖維素與木質(zhì)素制備3D結(jié)構(gòu)性能對(duì)比雷達(dá)圖。

該研究的論文第一作者Lorenz Manker說道：“通過使用不同的醛--乙醛而不是甲醛--我們可以簡(jiǎn)單地將‘粘性’基團(tuán)夾在糖分子的兩邊，然后使它們能作為塑料構(gòu)件發(fā)揮作用。通過使用這種簡(jiǎn)單的技術(shù)，我們能將重量高達(dá)25%的農(nóng)業(yè)廢棄物或95%的純化糖轉(zhuǎn)化為塑料。”

由此產(chǎn)生的生物塑料顯示出傳統(tǒng)塑料的許多理想特性。它可以承受高達(dá)100°C的溫度，具有高達(dá)77兆帕的抗拉強(qiáng)度，高達(dá)2500兆帕的硬度，另外還對(duì)氧氣和水蒸氣形成強(qiáng)大的屏障。它的用途也非常廣泛，研究小組展示了它可以用來制作包裝膜、3D打印的長(zhǎng)絲或可以紡成紡織品的纖維。這種材料的環(huán)境友好性并不局限于它的創(chuàng)造--它的處置也是綠色的。它可以使用目前用于回收PET塑料的工藝進(jìn)行化學(xué)回收，如果它真的進(jìn)入環(huán)境那么它將降解為其組成的植物糖而不是微塑料。

目前有很多植物基生物塑料正在開發(fā)中，樂高和可口可樂等大公司都已經(jīng)在其產(chǎn)品中試用。就像所有這些進(jìn)展一樣，在將其擴(kuò)大到大規(guī)模生產(chǎn)之前仍有一些障礙需要克服，但在這種情況下，該團(tuán)隊(duì)表示，制造新的生物塑料的化學(xué)方法比其他的更簡(jiǎn)單且其使用的是廉價(jià)的、已經(jīng)得到廣泛使用的化學(xué)品。

該研究的論文第一作者Jeremy Luterbacher說道：“這種塑料具有非常令人興奮的特性，特別是在食品包裝等應(yīng)用方面。而使這種塑料獨(dú)特的地方是存在完整的糖結(jié)構(gòu)。這使得它非常容易制造，因?yàn)槟悴槐匦薷淖匀唤缃o你的東西，而且降解也很簡(jiǎn)單，因?yàn)樗梢曰氐阶匀唤缰幸呀?jīng)很豐富的分子。”

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