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农业废弃物开启塑胶革命!研究团队利用可再生资源制造高性能塑胶

2024年3月24日9:04 未解之谜网

    塑胶是生活中常见物品,却严重影响生态,许多厂商提供不同的减塑方案,都不一定能有效解决环境问题,也因此寻找环保材料成为更迫切的问题。目前由洛桑联邦理工学院(EPFL)Jeremy Luterbacher 团队所领导的研究开创一种新方法,利用可再生资源生产高性能塑胶。

    这项研究介绍利用从农业废弃物中提取的糖核(sugar core)生产聚醯胺(polyamides),聚醯胺是类以强度和耐用性着称的塑胶,最著名是尼龙。

    新方法利用可再生资源,且能有效实现这种转变,对环境的影响最小;该研究也发表在《自然可持续性》(Nature Sustainability)杂志中。

    Luterbacher 指出,典型的化石基塑胶需要芳香族基团来增加塑胶的刚性,使其具硬度、强度和耐高温等。这项研究使用糖结构也能得到类似结果,糖结构在自然界中无处不在,且通常完全无毒,可提供刚性和性能。

    该研究主要作者 Lorenz Manker 指出,他与同事开发出一种无催化剂过程,可将一种直接从木材或玉米棒等生物质中提取的稳定碳水化合物,转化为高品质的聚醯胺。这项过程的原子效率(atom efficiency)达 97%,意味着近所有的起始材料都用于最终产品,大幅减少浪费。

    这种生物基聚醯胺的性能可与化石基聚醯胺媲美,有望作为替代品,且这些材料在多次机械回圈中表现出显着的弹性,维持完整性和性能,同时应用领域也非常广,从汽车零组件到消费品都能显着减少碳足迹,价格上也更有竞争力,全球暖化潜力可降低高达 75%。

    目前洛桑联邦理工学院的衍生公司 Bloom Biorenewables 正扩大这些材料的生产规模,努力将其推向市场。

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