利用农业废弃物生产高性能塑料的新方法

在我们快速工业化的世界中，对可持续材料的追求从未如此迫切。塑料在日常生活中无处不在，对环境构成了重大挑战，这主要是由于其化石燃料来源和处理问题。

现在，由 EPFL 的杰里米·卢特巴赫 (Jeremy Luterbacher) 团队领导的一项研究推出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》杂志上的研究介绍了一种使用从农业废料中提取的糖芯来制造聚酰胺的新方法，聚酰胺是一类以其强度和耐用性而闻名的塑料，其中最著名的是尼龙。

新方法利用了可再生资源，并且有效地实现了这种转变，并且对环境的影响最小。

“典型的化石基塑料需要芳香族基团来赋予塑料刚性，这赋予它们硬度、强度和耐高温等性能特性，”Luterbacher 说。“在这里，我们得到了类似的结果，但使用了自然界中普遍存在且通常完全无毒的糖结构，以提供刚性和性能特性。”

该研究的主要作者 Lorenz Manker 和他的同事开发了一种无催化剂工艺，将乙醛酸二甲酯木糖(一种直接由木材或玉米芯等生物质制成的稳定碳水化合物)转化为高质量的聚酰胺。该工艺的原子效率高达 97%，这意味着几乎所有原材料都用于最终产品，从而大大减少了浪费。

生物基聚酰胺具有可与化石聚酰胺竞争的特性，为各种应用提供了一种有前途的替代品。此外，这些材料通过多次机械回收循环表现出显着的弹性，保持其完整性和性能，这是管理可持续材料生命周期的关键因素。

这些创新聚酰胺的潜在应用非常广泛，从汽车零部件到消费品，所有这些都可以显着减少碳足迹。该团队的技术经济分析和生命周期评估表明，与传统聚酰胺(包括尼龙(例如尼龙 66))相比，这些材料的价格具有竞争力，全球变暖潜力可降低高达 75%。