新塑料废弃生物质制成 用途广最适合食物包装

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【加拿大都市网】洛桑联邦理工学(EPFL) 的科学家们已经开发出一种新的、类似PET塑料,可以很容易地从植物的非食用部分制成。这种塑料坚韧、耐热,对氧气等气体有很好的阻隔作用,使其成为食品包装的理想材料。由于其结构,这种新的塑料还可以进行化学回收,并在环境中降解为无害的糖类。

越来越明显的是,远离化石燃料和避免塑料在环境中的积累是应对气候变化挑战的关键。在这种情况下,人们正在大力开发由非食用植物材料制成的可降解或可回收的聚合物,这些材料被称为“木质纤维素生物质”(lignocellulosic biomass)

当然,生产有竞争力的生物物质基础的塑料并不简单。传统塑料如此普遍是有原因的,因为它们集低成本、热稳定性、机械强度、可加工性和兼容性于一身,这些特点是任何替代性塑料的替代品必须匹配或超越的。而到目前为止,这项任务一直具有挑战性。

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现在,由EPFL基础科学学院的Jeremy Luterbacher教授领导的科学家们:已经成功开发出一种生物物质衍生的塑料,类似于PET,符合替代目前几种塑料的标准,同时也更加环保。

“我们基本上只是在廉价的化学品中‘煮’木材或其他不可食用的植物材料,如农业废料,以一步到位地生产塑料前身,”Luterbacher说,“通过在塑料的分子结构中保持完整的糖结构,化学反应比目前的替代品要简单得多。”

这项技术是基于Luterbacher和他的同事在2016年发表的一项发现,其中添加醛可以稳定植物材料的某些部分,避免它们在提取过程中被破坏。通过重新利用这种化学成分,研究人员能够重建一种新的有用的生物基化学品作为塑料前身。

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该研究的第一作者Lorenz Manker说:“通过使用不同的醛(乙醛而不是甲醛),我们可以简单地将‘粘性’基团夹在糖分子的两边,然后使它们能够作为塑料构件。通过使用这种简单的技术,我们能够将高达25%重量的农业废弃物,或95%的纯化糖,转化为塑料。”

这些塑料的多方面特性可以使它们可以应用于从包装和纺织品到医药和电子。研究人员已经制成了包装薄膜、可纺成衣服或其他纺织品的纤维,以及用于3D打印的长丝。

Luterbacher说:“这种塑料具有非常令人兴奋的特性,特别是在食品包装等应用方面。而使这种塑料独特的是存在完整的糖结构。这使得它非常容易制造,因为你不必修改自然界给你的东西,而且降解简单,因为它可以回到自然界中已经很丰富的分子。”

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图片:EPFL

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