研究人員開發出一種強韌且可生物降解的塑料,這種材料源自竹子,稱為生物塑料。這種生物塑料在強度和成形性上與石油基塑料相似,並且據稱具有更好的熱穩定性。該材料由中國東北林業大學的研究團隊研發,報導顯示,這種新材料在土壤中可在 50 天內降解,為可持續塑料替代品提供了一條新的發展路徑。
來自東北林業大學的研究人員指出,使用有機生物質(如竹複合塑料)製成的塑料在取代傳統的石油基塑料方面顯示出良好的潛力。研究團隊中的 Haipeng Yu 和 Dawei Zhao 等人開發出一種無毒的酒精溶劑法,能將竹纖維素溶解到分子層級,隨後再將這些纖維素分子重組成堅韌的塑料材料。在溶解過程中,纖維素經過化學改性,以促進在再生過程中形成強大的分子網絡。根據新聞稿,竹塑料與幾種廣泛使用的商業塑料(如聚乳酸和高衝擊聚苯乙烯)進行了測試,結果顯示出良好的性能。
研究人員還強調,竹複合塑料的廣泛應用受到其機械性能較差的限制,這使其無法在基礎設施等要求較高的應用中使用。此外,竹複合塑料通常由浸泡在塑料或樹脂中的竹纖維組成,因此無法完全降解,這削弱了尋找真正可持續的石油基塑料解決方案的努力。
在《自然通訊》上發表的研究顯示,這一研究代表了一種分子工程策略,旨在通過溶劑調控成型工藝製造出高強度的竹分子塑料(BM-plastics)。研究團隊利用深共晶溶劑解構竹纖維素的氫鍵網絡,並通過乙醇介導的分子刺激重建致密的氫鍵相互作用。該研究小組成功製造出具有卓越機械強度(抗拉強度:110 MPa,彎曲模量:6.41 GPa)、熱穩定性(>180 °C)及多樣化加工性(可通過注塑、成型及機械加工技術進行加工)的生物塑料。
研究人員指出,這種竹塑料在機械和熱力學性能指標上超過了大多數商業塑料和生物塑料,同時在土壤中保持全降解性,並可實現 90% 的強度保留,這顯示了其作為可持續高性能塑料材料的潛力。
這項研究小組的結果顯示,竹塑料在機械和熱穩定性以及成形性測試中,表現出與傳統塑料相當或更優的性能,這使其成為工業應用中的可行替代品。此外,竹塑料在土壤中可在 50 天內降解,或能夠進行閉環回收(即將物品回收並用於重新製造類似產品),同時保留 90% 的原始強度,展現出其作為可持續且高性能的傳統塑料材料替代品的潛力。該材料被認為是可持續的,並具備工業擴展的潛力,這一製造生物降解塑料的方法可將豐富的竹纖維素轉化為高性能的環保材料。




