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近日,韓國研究人員開發(fā)出一種有望徹底解決合成紡織品和漁具造成海洋污染的新型材料。這種新型聚合物在海洋環(huán)境中僅需一年時間即可降解92%以上,同時還能保持與傳統(tǒng)尼龍相當(dāng)?shù)膹姸?。該?chuàng)新技術(shù)已發(fā)表在《先進材料》上,為解決海洋中長期存在的塑料垃圾問題提供了切實可行的方案,且無需犧牲性能或建造全新的生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施。
由Hyun-Yeol Jeon博士和Hyo-Jeong Kim博士領(lǐng)導(dǎo)的韓國化學(xué)技術(shù)研究所(KRICT)研究團隊,成功研發(fā)出一種聚酯酰胺(PEA)聚合物,有效解決了傳統(tǒng)材料的局限性。他們將酯鍵的生物降解性與尼龍中提供強度的酰胺鍵巧妙結(jié)合在一起。該研究的高級研究員兼共同第一作者Sungbae Park博士解釋稱:“這種材料克服了傳統(tǒng)可生物降解塑料的局限性,同時具備尼龍級別的性能。”
這種聚合物不僅具有突出的生物降解性,其卓越的機械性能也十分引人注目,拉伸強度高達110MPa,超越了尼龍6和PET。性能與環(huán)境效益的良好平衡,使該聚合物適用于現(xiàn)有可生物降解材料無法勝任的應(yīng)用領(lǐng)域,如漁網(wǎng)、服裝和食品包裝等。
該研究的關(guān)鍵突破之一是開發(fā)了一種兩步熔融聚合工藝,此工藝無需使用傳統(tǒng)生產(chǎn)此類材料所需的有毒有機溶劑。目前,該團隊已在一個10升的反應(yīng)器中演示了高達4公斤的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),這表明該材料已具備進行更大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的條件。
除了性能和可降解性,研究人員還將可持續(xù)性理念融入到聚合物的每一個基礎(chǔ)成分中。他們利用從蓖麻油(一種不會與糧食生產(chǎn)競爭的非食用作物)中提取的長鏈二羧酸,以及從回收的尼龍6廢料中回收的己內(nèi)酰胺衍生物來合成這種材料,極大程度地體現(xiàn)了環(huán)保與資源再利用的理念。隨著該材料的進一步推廣應(yīng)用,有望在多個領(lǐng)域引發(fā)變革,為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻。
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