技术前沿丨研究人员找到从农业废弃物中提取与制造生物基聚酰胺的新方法_慧正资讯

来源：专家库作者：叶丹 2024-03-21 10:39

塑料是日常生活中常见的一部分，但却带来了重大的环境问题，这主要是由于塑料来源于化石燃料，而且处理起来很麻烦。现在，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Jeremy Luterbacher团队领导的一项研究揭示了一种利用可再生资源生产高性能塑料的开创性方法。

这项发表在《自然-可持续发展》（Nature Sustainability）杂志上的研究介绍了一种利用从农业废弃物中提取的糖核制造聚酰胺的新方法，聚酰胺是一类以强度和耐久性著称的塑料，其中最著名的是尼龙。

这种新方法利用了一种可再生资源，同时还能高效地实现这种转变，并将对环境的影响降到最低。

高精度挤出3D打印长丝

Jeremy Luterbacher 称："典型的化石基塑料需要芳香族基团来赋予塑料刚性——这使塑料具有硬度、强度和耐高温等性能特性。在这里，我们得到了类似的结果，但使用的是糖结构，这种结构在自然界中无处不在，而且通常完全无毒，可以提供刚性和性能特性。"

该研究的第一作者Lorenz Manker和他的同事们开发出了一种无催化剂工艺，可将木糖二甲基乙二酸酯（一种直接从木材或玉米棒等生物质中提取的稳定碳水化合物）转化为高质量的聚酰胺。该工艺的原子效率高达97%，令人印象深刻，这意味着几乎所有的起始材料都被用于最终产品，从而大大减少了浪费。

挤压后的染色和天然聚酰胺纤维

生物基聚酰胺的性能可与化石基聚酰胺相媲美，为各种应用提供了一种前景广阔的替代材料。更重要的是，这些材料在多次机械循环中表现出显著的弹性，保持了其完整性和性能，而这正是管理可持续材料生命周期的关键因素。

这些创新型聚酰胺的潜在应用领域非常广泛，从汽车零件到消费品，都能显著减少碳足迹。研究小组的技术经济分析和生命周期评估表明，与包括尼龙（如尼龙 66）在内的传统聚酰胺相比，这些材料的价格具有竞争力，全球变暖潜能值最高可降低75%。

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