由“废物”制成的新型生物塑料，应用范围广泛

摆脱化石燃料并避免塑料在环境中的积累是应对气候变化挑战的关键，为了解决这样的问题，开发“木质纤维素生物质”的不可食用植物材料制成的可降解或可回收聚合物，成为未来努力的一大方面。

当然，生产具有竞争力的生物质基塑料并非易事。传统塑料如此普及是有原因的，因为它们结合了低成本、热稳定性、机械强度、可加工性和相容性——任何替代塑料替代品都必须匹配或超越的特性。到目前为止，这项任务一直充满挑战。

由 EPFL 基础科学学院的 Jeremy Luterbacher 教授领导的科学家们已经成功开发出一种类似于 PET 的生物质衍生塑料，它符合替代现有几种塑料的标准，同时也更加环保。

用新型生物塑料制成的 3D 打印“叶子”。图片来源：阿兰·赫尔佐格（EPFL）

“我们基本上只是用廉价的化学品‘烹制’木材或其他不可食用的植物材料，如农业废料，一步一步生产出塑料前体，”卢特巴赫说：“通过在塑料的分子结构中保持糖结构完整，化学比目前的替代品要简单得多。”

该技术基于 Luterbacher 和他的同事在 2016 年发表的一项发现，其中添加醛可以稳定植物材料的某些部分并避免它们在提取过程中被破坏。通过重新利用这种化学物质，研究人员能够重建一种新的有用的生物基化学物质作为塑料前体。

通过使用不同的醛——乙醛酸代替甲醛——我们可以简单地将‘粘性’基团夹在糖分子的两侧，然后让它们充当塑料构件，通过使用这种简单的技术，能够将高达 25% 重量的农业废物或 95% 的纯化糖转化为塑料。

这些塑料的全面特性可以使它们用于从包装和纺织品到医药和电子产品的各种应用。研究人员已经制造了包装薄膜、可以纺成衣服或其他纺织品的纤维，以及用于 3D 打印的细丝。

“这种塑料具有非常令人兴奋的特性，特别是在食品包装等应用中，”Luterbacher 说：“塑料的独特之处在于其完整的糖结构。这使得它非常容易制造，因为你不必改变大自然给你的东西，而且很容易降解”。

该研究发表在《自然化学》上。