塑料對(duì)社會(huì)有許多好處，并廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中：它們重量輕、價(jià)格便宜、適應(yīng)性強(qiáng)。然而，塑料的生產(chǎn)、加工和處理是不可持續(xù)的，往往會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成重大的全球威脅。從植物原料中提取的可重復(fù)使用和可回收的塑料的生態(tài)友好加工將是一個(gè)理想的解決方案。到目前為止，技術(shù)上的挑戰(zhàn)已被證明過(guò)于巨大。然而，哥廷根大學(xué)的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)找到了一種可持續(xù)的方法——“水凝法”，它在正常條件下使用水來(lái)加工和重塑一種新型的水塑聚合物，即肉桂酸纖維素（CCi）。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然-可持續(xù)性》上。
塑料是聚合物，這意味著它們的分子結(jié)構(gòu)是由大量相似單元粘合在一起而形成的。目前，大多數(shù)塑料都是以石化產(chǎn)品為原材料制造的，提取和處理都會(huì)對(duì)我們的環(huán)境造成損害。相反，纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，是地球上最豐富的天然聚合物，幾乎是取之不盡用之不竭的原料來(lái)源。通過(guò)引入一個(gè)“肉桂酰”基團(tuán)，稍微改變纖維素的一小部分化學(xué)性質(zhì)，研究人員成功地制備出一種特殊的CCi，該CCi適用于形成一種具有水塑（即與水接觸時(shí)柔軟且可塑）聚合物的新型生物塑料。
這意味著它可以在日常的溫度和壓力下，只用水就可以成型。這種獨(dú)特的方法被稱為水凝法，研究人員只需將生物塑料浸入水中，讓其在空氣中干燥，就可以制作出各種形狀。模壓成型的形狀保持了長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，并且可以一次又一次地重塑成各種2D和3D形狀。盡管塑料不應(yīng)直接與水接觸，因?yàn)樗鼤?huì)失去形狀，但它可以保持水分并在潮濕條件下使用。與目前廣泛使用的塑料相比，CCi生物塑料顯示出高質(zhì)量的機(jī)械性能。
哥廷根大學(xué)的Kai Zhang教授解釋說(shuō)：“我們的研究為從可再生資源中設(shè)計(jì)其他生態(tài)友好型水塑料提供了一種可行的方法。這開(kāi)辟了新的研究途徑，刺激人們進(jìn)一步探索其他具有卓越機(jī)械性能和新功能的可持續(xù)生物塑料。”
水凝工藝避免了昂貴而復(fù)雜的機(jī)器和苛刻的加工條件。“這種生態(tài)友好的方法高度簡(jiǎn)化了塑料制造，使其加工和回收更加經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)。這項(xiàng)研究為生物塑料在許多不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了巨大的潛力，如生物學(xué)、電子學(xué)和醫(yī)學(xué)，”Zhang說(shuō)，并補(bǔ)充道，“特別是，塑料對(duì)環(huán)境的有害影響，即對(duì)地球上所有形式的生命的損害，將通過(guò)重新使用具有獨(dú)特功能的水塑料而降到最低。”
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