新技術(shù)：用新型生物塑料制成3D打印“葉子”

擺脫化石燃料和避免塑料在環(huán)境中堆積是應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。近日，在瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院杰里米·盧特巴赫教授的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員開發(fā)出一種類似于PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)的生物質(zhì)衍生塑料，它符合取代幾種現(xiàn)有塑料的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也更環(huán)保。

傳統(tǒng)塑料之所以如此廣泛，是因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合了低成本、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、加工性和兼容性等諸多優(yōu)點(diǎn)。任何塑料替代品都必須趕上或超過(guò)這些優(yōu)點(diǎn)，一直以來(lái)，這項(xiàng)任務(wù)非常具有挑戰(zhàn)性。

盧特巴赫說(shuō)：“我們基本上只是用廉價(jià)的化學(xué)品‘烹制’木材或其他不可食用的植物材料，比如農(nóng)業(yè)廢棄物，一步就能生產(chǎn)出塑料前體。”通過(guò)在塑料的分子結(jié)構(gòu)中保持糖結(jié)構(gòu)的完整性，該化學(xué)方法比目前塑料替代品的生產(chǎn)方式要簡(jiǎn)單得多。

這項(xiàng)技術(shù)基于盧特巴赫和同事在2016年的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)：添加一種醛可以穩(wěn)定植物材料的某些部分，并避免在提取過(guò)程中破壞它們。通過(guò)重新利用這種化學(xué)物質(zhì)，研究人員能夠重建一種新的有用的生物基化學(xué)物質(zhì)作為塑料前體。

研究論文第一作者洛倫茨·曼克說(shuō)：“通過(guò)使用一種不同的醛——乙醛酸而非甲醛——我們可以簡(jiǎn)單地用‘黏性’基團(tuán)將糖分子夾在中間，這樣它們就可以充當(dāng)塑料的構(gòu)件。”通過(guò)這種簡(jiǎn)單的技術(shù)，能夠?qū)⒏哌_(dá)25%的農(nóng)業(yè)廢棄物或95%的純糖轉(zhuǎn)化為塑料。

新型塑料的全能特性使它們可用于包裝、紡織品、醫(yī)藥、電子產(chǎn)品等各種應(yīng)用。研究人員已經(jīng)制造了包裝薄膜、可以紡制成衣服或其他紡織品的纖維，以及用于3D打印的細(xì)絲。

“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。”盧特巴赫表示，它的獨(dú)特之處在于存在完整的糖結(jié)構(gòu)，使這種塑料非常易于制造，也很容易降解。