新型植物性塑料耗材,擁有跟PET一樣的強度且對環(huán)境友好
魔猴君 行業(yè)資訊 853天前
導讀:塑料是一種堅韌切多功能的材料,當它們被使用時它們很好,但當它們最終進入環(huán)境時就不那么友好了。
2022年6月28日,EPFL的科學家們現(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度。木質(zhì)素是一種生物聚合物,構(gòu)成了植物細胞的硬壁。在以往的研究工作中,EPFL團隊開發(fā)了一種在廉價化學品中烹調(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?,F(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)性能對比雷達圖;(e)纖維素與木質(zhì)素制備3D結(jié)構(gòu)性能對比雷達圖。
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--我們可以簡單地將‘粘性’基團夾在糖分子的兩邊,然后使它們能作為塑料構(gòu)件發(fā)揮作用。通過使用這種簡單的技術(shù),我們能將重量高達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100°C的溫度,具有高達77兆帕的抗拉強度,高達2500兆帕的硬度,另外還對氧氣和水蒸氣形成強大的屏障。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塑料的工藝進行化學回收,如果它真的進入環(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。就像所有這些進展一樣,在將其擴大到大規(guī)模生產(chǎn)之前仍有一些障礙需要克服,但在這種情況下,該團隊表示,制造新的生物塑料的化學方法比其他的更簡單且其使用的是廉價的、已經(jīng)得到廣泛使用的化學品。
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,因為你不必修改自然界給你的東西,而且降解也很簡單,因為它可以回到自然界中已經(jīng)很豐富的分子?!?/span>
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