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鱼:全身都是宝,还能造塑料

研究人员用鱼油制造出了类聚氨酯材料。

聚氨酯是一种塑料,它在制鞋、纺织和建筑等行业中用途广泛。不过,这种高度通用的材料也存在明显的缺陷――传统的聚氨酯衍生自原油,它合成时有毒,分解缓慢,并且对环境有害。

phys.org网站当地时间4月5日报道,加拿大纽芬兰纪念大学的研究人员正在讨论以鱼类残骸(包括鱼头、鱼骨、鱼皮及鱼内脏)为原料获取聚氨酯替代品的可行性。如果开发成功,这种基于鱼油的聚氨酯将有望满足可持续塑料的巨大需求。

研究人员在今天的美国化学会春季会议上公布了他们的研究成果。项目首席研究员Francesca Kerton博士说:“对我们而言,以可持续发展的思路设计塑料十分重要――不论是通过化学降解将材料转化成二氧化碳和水,还是直接循环利用。”

传统的聚氨酯生产方法以不可再生资源――原油作为原料,而另一种原料(光气)则是剧毒的无色气体。合成产生的异氰酸酯是重度呼吸道刺激物,最终产物在环境中也很难分解(甚至连有限的生物降解也会释放出致癌物)。

虽然此前已经有研究人员开发出植物油基聚氨酯,但它也存在问题:种植油料作物需要土地,而这势必将影响粮食产量。

为了开发新材料,Kerton团队将目光转向了从鲑鱼残骸提取的鱼油。鲑鱼养殖业是纽芬兰沿海地区的重要产业之一,而鱼类加工后的残骸是丰富的可利用资源。因此,Kerton认为,鱼油是一种颇具前景的替代原料。随后,他的团队开发了一种工艺,能够将鱼油转化成类聚氨酯聚合物。

研究生Mikhailey Wheeler介绍说:“这种‘变废为宝’的措施,可能会革新塑料的制造方式。”

有人会担心,这种鱼油塑料会有鱼腥味吗?Kerton说:“在鱼油处理过程刚开始时,会伴有微弱的鱼腥味。不过,在所有过程完成后,腥味消失了。”

Kerton团队在去年8月的一篇论文中初步描述了鱼油塑料的合成方法。此后,Wheeler一直在对其进行优化。最近,她成功地用氨基酸替换了胺类物质,简化了反应过程。

在另一组实验中,Kerton团队探索了新材料在完成使命后的分解可能性。为了加速降解,Wheeler在浸泡溶剂中加入了能够分解鱼油脂肪的脂肪酶。在显微镜下,她发现所有样本上都有微生物的生长迹象。这一现象令人鼓舞,因为它表明:鱼油塑料似乎具有良好的生物降解性。

Kerton团队计划继续测试在合成过程中使用氨基酸的效果,并研究该材料对加速其分解的微生物的适应能力。此外,他们还希望对鱼油塑料的物理特性展开研究,以讨论其在现实世界中的潜在应用前景。

科界原创

编译:德克斯特

审稿:西莫

责编:陈之涵

来源:美国化学会春季会议

原文链接:

https://phys.org/news/2021-04-cleaner-greener-plastics-fish.html

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