生物塑料的未来可能来自虾壳和木粉

塑料曾被视为奇迹般的材料,但它有黑暗的一面,因为一旦它被有意或无意地释放到环境中,它就会长期存在,造成水污染和海洋污染,并损害野生动物。尽管有用生物塑料(由可再生和/或可生物降解材料制成)替代某些塑料的选择,但这些产品大部分需要生产或收获原始生物质,如树木或生物质作物,这两种产品对环境的影响按我们目前的塑料消费速度是不可持续的。

然而,一种新型的生物塑料正在研制中,它可以利用传统的制造技术,如注射成型或铸造,来制造大而复杂的三维形状。这种新的生物塑料不仅是由废弃的资源、虾壳和木头面粉制成的,而且在大约两周的时间里,它还可以分解成土壤中的良性甚至有益的成分。

哈佛怀斯研究所的研究人员从虾壳衍生的壳聚糖(甲壳质的一种形式,一种据说是地球上第二丰富的天然聚合物)开发出新的生物塑料。

许多行业迫切需要可大量生产的可持续材料。我们可扩展的制造方法表明,壳聚糖,它容易获得并且便宜,可以作为一种可行的生物塑料,潜在地代替传统塑料用于许多工业应用。哈佛工程与应用科学学院生物工程教授Don Ingber博士这种最新的生物塑料是该小组几年前开发的一种材料的下一个版本,叫做 Shrilk (由虾壳甲壳素和丝蛋白制成),但为了使这种材料更容易制造和更便宜,他们不再在混合物中使用丝蛋白。

他们面临的挑战之一是用一种能够保持分子结构天然完整性的方法来制造壳聚糖,这种方法将产生强有力的机械性能并可用于大规模制造技术。

根据制作方法,你可以得到易碎且不透明的壳聚糖材料,因此不可用,或者坚韧且透明,这就是我们想要的。博士后研究员Javier Fernandez最初开发的壳聚糖聚合物存在收缩问题,无法在成型后保持形状,但研究小组发现,通过向混合物中添加木材面粉(木材加工废料),新的生物塑料可以以令人印象深刻的精度成型为3D形状。这项研究发表在上周出版的《高分子材料与工程杂志:利用生物可降解壳聚糖生物塑料制造大型功能性物体》

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