生物降解塑料又一力作：从木屑到纤维素薄膜

2016年06月16日09:14 来源：材料牛

近期，Purdue大学的研究人员从植物的细胞壁中研究出了一种具有良好柔韧性、可降解的薄膜。该薄膜可用于食品包装，绷带、胶囊药物、生物活性物质或者农业种植。主要研究人员食品科学家Srinivas Janaswamy 和Qin Xu通过对所得的细胞膜结构的材料进行加工，使用氯化锌溶解纤维素，之后加入钙离子溶液从而得到理想的材料。

“我们正在寻找新的方法来改造和利用纤维素，纤维素作为一种价格便宜、使用广泛的材料在食品、生物医学和制药中有着广泛应用，”Janaswamy 教授表示道(专业食品研究人员，项目的主要负责人)。与纤维素相比，塑料材料虽然有着广泛的应用，但是其对环境有较大的危害，因此纤维素的替代效果实际意义比较大，对于开发新的生物降解塑料提供了新的方向。

此外，因为纤维素的含量丰富、具有可再生性、而且生物降解性较好，其可以用作石油的替代品。但是在科学家面前的是如何充分有效的利用纤维素，因为纤维素其自身紧密相连的结构和难溶性可以用作造纸、衣服、人造纤维等材料，但这种性质对于薄膜来说则是不利的。

Janaswamy 和 Xu在实验室中进行这个问题的研究，首先溶解纤维素，并添加氯化锌，使得纤维素紧密的铺展开来，进而实现水分的渗透和溶解。而通过添加钙离子促进纤维素网格结构之间形成致密的纳米纤维。这样一来，钙离子对于薄膜的拉伸强度可以提升到原来的2.5倍，在保留了纤维素的强度和生物降解性的同时，保持了其透明性和活性。

最重要的是氯化锌在这个过程中可以实现循环利用，因此这种技术相比于传统的方法对环境更为友好，传统的技术手段不仅会产生有毒的化学物质，而且对于温度的要求很高。

“这种技术带来了一个生产周期零排放的产品。”Qin Xu教师表示道(食品科学家以及本项目论文的第一作者)说道，“利用这种技术我们可以从玉米秸秆、木屑等天然材料中得到产品，并且在利用结束后再次进入地球生态系统的物质循环，该方法可以适用于大规模生产纤维素薄膜。”

Janaswamy和 Qin Xu 已经向Purdue大学的相关部门提交了技术保密协议。他们下一步的研究方向是找到在水中保持稳定性并且可以保持其降解能力的方法。

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