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蛋壳纳米颗粒可增韧生物塑料

变宝网3月25日讯

普通包装材料的使用给环境带来威胁,而可降解的生物塑料却又韧性不够,这一难题迟迟得不到解决。Tuskegee大学的Rangar研究团队别出心裁,采用蛋壳纳米颗粒增韧生物塑料,小小蛋壳真正让生物塑料变身成理想包装材料。

蛋壳是一种奇特的材料,其顶端强度很大,但是它容易从中间开裂。一旦蛋壳开裂,我们就会毫不犹豫的摒弃它。而科学报告指出将细小的蛋壳碎片加入到生物塑料中,就能制造出首个可弯曲但不易断裂的生物降解的包装材料。在第251届美国化学会国际博览会上研究人员就其成果进行了汇报。

Vijaya K. Rangari博士这样说道:“我们正着力于将蛋壳分解成很小的组分,然后将其加入到我们生产的的生物塑料中。这些纳米尺寸的蛋壳碎片会增加材料的强度,使其易于在市场流通。我们相信以上优点以及其生物可降解性都将使蛋壳生物塑料成为的一种非常有吸引力的包装材料。”

蛋壳纳米颗粒可增韧生物塑料

在世界范围内生产商每年生产大约3亿吨塑料。几乎99%是以原油等化石燃料作为原料。这些石油基塑料一旦被丢弃,在几百年内也无法被降解。如果将其焚烧,则会向环境中释放引起温室效应的二氧化碳。

一些生产商正在生产一种在土壤中易降解的生物塑料。这种塑料来源于玉米淀粉、红薯以及其他可再生的植物资源。可是上述生产原料的强度和韧性大都不足以在包装工业使用。因此,石油基材料依然统治市场,尤其是在供应无数塑料袋的杂货店和零售店。

为了寻找解决方法,Tuskegee大学的Rangari和Boniface Tiimob及其同事使用多种高分子进行了研究。最终,他们找到一种含70%PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)和30%PLA(聚乳酸)的混合物(PBAT是一种石油聚合物,PLA来源于玉米淀粉)。与其他石油基塑料不同,经过设计,PBAT在土壤中三个月就可以开始降解。

尽管这种混合物有许多研究人员一直苦苦寻求的特性,但是他们仍希望能进一步增强材料的韧性,因此,蛋壳纳米颗粒应运而生。他们之所以选择蛋壳是因为它多孔、质轻,并且由易降解的天然化合物碳酸钙构成。

通过将洁净的蛋壳于聚丙二醇中碾碎,再超声处理,研究人员获得了尺寸为头发直径的350,000分之一大小的蛋壳纳米颗粒。随后他们将这些小颗粒加入上述PBAT 和PLA混合物中,然后发现添加有蛋壳碎片的生物塑料其韧性是普通生物塑料的7倍。他们表示这样柔韧的材料才是零售店、杂货店和食物容器的理想包装材料。

除了生物塑料,Rangari团队正从事使用蛋壳纳米颗粒加快伤口愈合、骨再生和药物输送的研究工作。



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