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科學家們創造了一種新的基於糖的可持續(xù)聚合物

來(lái)源:中國(guó)草莓污视频樹脂網 2022-01-18 10:09:12

來自英(yīng)國(guó)伯明翰大學和美國杜克大學的研究(jiū)人員發(fā)明了一種新的可再生(shēng)來源(yuán)的(de)可降解聚合物係列,其性能與普通(tōng)塑料相似。

科學家們使用(yòng)糖基異戊二烯和(hé)異戊烷(wán)作為(wéi)構件,製造了兩種新的聚合物,一種是像橡膠一樣(yàng)可伸展的,另一種是像大多數商業塑料一樣堅韌但有延展性的。這兩種糖醇隻在其立體化學或三維結構上有所不同,但(dàn)這(zhè)使它們(men)在物理特性上有了較大差(chà)異。

基於(yú)異戊二烯的聚合物顯示出(chū)與普通塑料相似的硬度和延展性,以及與高(gāo)級工程塑料(如PA6)相似的強度。 基於異戊(wù)二烯的材料具有相似的強度和(hé)韌性,但也顯示出高彈性,在變形後可恢複(fù)其形(xíng)狀。

這兩種材料在粉碎和熱加(jiā)工後仍保持其機(jī)械性(xìng)能,這(zhè)是機械回收塑料的常用(yòng)方法(fǎ)。

杜克大學教授Matthew Becker博士指出:“我們的研(yán)究(jiū)結果真正證明了立體化學如何可(kě)以作為一個中心主題來設(shè)計具有真正前所未有(yǒu)的機械性能的可持續材(cái)料。”

計算模型模擬了聚合物鏈如何包裝和相互作用來產生不同的聚合物性能。通過創造含有異戊二烯和異丙稀(xī)酰胺單元的共聚物,研究人員發現他們可以獨立控製機械性(xìng)能和降解(jiě)率。因此,聚合物的降解性可以針對特定用途進行獨立調整,而不會顯著改變材料的特性。

領(lǐng)導伯明翰研究團隊的Andrew Dove教授說,這項研究表明了可持(chí)續塑料的可(kě)行性。他說,還需要做更多的工作來降低成本(běn),研究這些(xiē)材料對環境的潛在影響,但“這些材料有可能取(qǔ)代在環境中不(bú)容易降解(jiě)的石油化學來(lái)源的塑料”。

科學家們還指出,這兩種聚合物(wù)可以在沒有任何複雜的相容性要求的情況下(xià)進行混合(可能是因為這兩種材料在化(huà)學性質上非常相似)並產生宏(hóng)觀均質薄膜。伯明翰大學化學學院的Josh Worch博士是這項研究的共同作者,他說(shuō),這為回收利用提供了一個明顯(xiǎn)的優勢,因為(wéi)回收利用經常需要處理混合飼料。

同(tóng)樣來自(zì)伯明翰化學學院的Connor Stubbs博士補(bǔ)充說:“汽油基塑料已經有了幾十年(nián)的研究,因此追趕它們是一個巨大的挑戰。我們可以利用生物學所提供的獨特結(jié)構和形狀來(lái)創造出更好的塑料,使其具有(yǒu)目前商業塑料所能提供的同樣廣泛的特性(xìng)。”

伯明翰(hàn)大學企業部和杜克大學已經提(tí)交了一份聯合專利申(shēn)請。研究人員(yuán)現在正在尋(xún)找有興趣應用該技術的(de)工業夥伴。


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