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來(lái)自英國(guó)伯明翰大學(xué)和美國(guó)杜克大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新的可再生來(lái)源的可降解聚合物系列，其性能與普通塑料相似。
科學(xué)家們使用糖基異戊二烯和異戊烷作為構(gòu)件，制造了兩種新的聚合物，一種是像橡膠一樣可伸展的，另一種是像大多數(shù)商業(yè)塑料一樣堅(jiān)韌但有延展性的。這兩種糖醇只在其立體化學(xué)或三維結(jié)構(gòu)上有所不同，但這使它們?cè)谖锢硖匦陨嫌辛溯^大差異。
基于異戊二烯的聚合物顯示出與普通塑料相似的硬度和延展性，以及與高級(jí)工程塑料（如PA6）相似的強(qiáng)度。 基于異戊二烯的材料具有相似的強(qiáng)度和韌性，但也顯示出高彈性，在變形后可恢復(fù)其形狀。
這兩種材料在粉碎和熱加工后仍保持其機(jī)械性能，這是機(jī)械回收塑料的常用方法。
杜克大學(xué)教授Matthew Becker博士指出:“我們的研究結(jié)果真正證明了立體化學(xué)如何可以作為一個(gè)中心主題來(lái)設(shè)計(jì)具有真正前所未有的機(jī)械性能的可持續(xù)材料。”
計(jì)算模型模擬了聚合物鏈如何包裝和相互作用來(lái)產(chǎn)生不同的聚合物性能。通過(guò)創(chuàng)造含有異戊二烯和異丙稀酰胺單元的共聚物，研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以獨(dú)立控制機(jī)械性能和降解率。因此，聚合物的降解性可以針對(duì)特定用途進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整，而不會(huì)顯著改變材料的特性。
領(lǐng)導(dǎo)伯明翰研究團(tuán)隊(duì)的Andrew Dove教授說(shuō)，這項(xiàng)研究表明了可持續(xù)塑料的可行性。他說(shuō)，還需要做更多的工作來(lái)降低成本，研究這些材料對(duì)環(huán)境的潛在影響，但“這些材料有可能取代在環(huán)境中不容易降解的石油化學(xué)來(lái)源的塑料”。
科學(xué)家們還指出，這兩種聚合物可以在沒(méi)有任何復(fù)雜的相容性要求的情況下進(jìn)行混合（可能是因?yàn)檫@兩種材料在化學(xué)性質(zhì)上非常相似）并產(chǎn)生宏觀均質(zhì)薄膜。伯明翰大學(xué)化學(xué)學(xué)院的Josh Worch博士是這項(xiàng)研究的共同作者，他說(shuō)，這為回收利用提供了一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榛厥绽媒?jīng)常需要處理混合飼料。
同樣來(lái)自伯明翰化學(xué)學(xué)院的Connor Stubbs博士補(bǔ)充說(shuō)：“汽油基塑料已經(jīng)有了幾十年的研究，因此追趕它們是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。我們可以利用生物學(xué)所提供的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和形狀來(lái)創(chuàng)造出更好的塑料，使其具有目前商業(yè)塑料所能提供的同樣廣泛的特性。”
伯明翰大學(xué)企業(yè)部和杜克大學(xué)已經(jīng)提交了一份聯(lián)合專(zhuān)利申請(qǐng)。研究人員現(xiàn)在正在尋找有興趣應(yīng)用該技術(shù)的工業(yè)伙伴。
