东京大学开发新型高耐热生物塑料 可用于制造汽车零部件

据外媒报道,研究人员开发出一种高耐热生物塑料材料,可用于制造汽车零部件和建材,这一发现将扩大生物材料在制造业领域的应用。

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现在使用的塑料大多是人造塑料,由原油、天然气和煤制成。但是,东京大学、北陆先端科学技术大学院大学(Japan Advanced Institute of Science and Technology)和其它机构的科学家,采用植物、蛋壳、鸟类翅膀甚至龙舌兰酒等生物物质,通过制浆工艺将其转化为纸浆,再利用这些纸浆来制造新型塑材。

这种塑料可以承受高达500°C的气温,即使在高温下也不会融化。这一发现具有重要意义,因为传统生物塑料的耐热性相对较低,在其它方面的应用一直受到限制。研究团队成员、应用微生物学教授Yasuo Onishi表示:“这种材料具有优异的耐热性、阻燃性,而且重量很轻,可以应用于汽车发动机周围的部件,以及航空和航天设备的零部件。”

生物塑料通过将植物中的糖发酵转化为塑料而制成,如玉米和甘蔗纤维。在更加注重循环导向的社会中,这种材料具有发挥重要作用的潜力。Onishi及其同事探索克服耐热性不足的方法,并成功合成出新的生物塑料,其化学成分与普通产品完全不同。

他们改进了在生产中使用微生物的过程,同时采用与制造现有生物塑料相同的成分。研究人员从纸浆中提取AHBA和ABA两种芳香分子,并与其它重组微生物和化学物质相结合,使其转化成新型聚合物;然后,经过化学处理变成耐热膜,再变成轻质有机塑料。这种新型巨分子设计不仅可以提高耐热性,而且能够广泛成型。科学家们认为,这项技术也可以改善其它类型塑料的功能和品质。

研究人员在充满氮气的环境中测试新材料,并发现在温度达到743°C之前,这种材料不会分解,这是迄今为止记录上最高的耐热塑料,比高耐热合成纤维Zron能承受的温度(715°C)还要高。而目前市面上的生物塑料在超过200°C高温的情况下,很容易受到影响,因此传统环保型塑料材料仅用于勺子、杯子和购物袋等产品。

该团队还表示,通过对微生物进行基因改造,可以增加产量,提高化学反应效率,并降低生产成本。而且,这种新生物塑料的耐热性要优于铝和镁,可以将其与这些金属相结合,用于制造汽车零部件和建筑材料。

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