可降解材料的應用與發展

人類的現代文明可以說是建立在化石能源的基礎上。但近幾年隨著這些不可再生的資源日益枯竭，人們在可預見的未來將面臨能源危機。另一方面，人們也在承受著他們帶來的痛苦，譬如現在嚴重的空氣污染、白色污染等。為了解決這些問題人們將目光轉向了新的領域，其中一個就是——可降解材料。

在人們傳統的印象里，塑料=「萬年不腐」=污染，可降解材料的出現顛覆了這一印象。可降解材料顧名思義就是在一定條件下，經過一定時間可以降解為小分子的材料。按照降解機理一般可以大致分為光降解材料、生物降解材料和光-生物雙降解材料三大類。

早期，人們在不影響材料功能的條件下，會向傳統塑料中加入一些可降解成分或者光敏劑，例如澱粉。在自然條件下，可降解成分先發生降解，從而破壞了整個產品結構，這樣既有利於減少塑料袋「滿天飛」，也有利於加速難降解成分的降解。但是這種材料並不是真正意義上的完全可降解材料，要使其完全降解可能還需相當長的時間。

如今，一些完全可降解材料已經可以替代或是正在替代傳統工程塑料，接下來著重介紹我們生活可以接觸到一些可降解材料。

第一、澱粉基塑料。澱粉基塑料是我們生活中最常見的降解材料，例如一些一次性餐具中使用的就是它。它的主要原料，就是澱粉，只要有適當的工具，你也可以用家中廚房裡的澱粉製成一些材料。

第二、聚乳酸（PLA）。聚乳酸你可能沒聽說過，但是大家都知道乳酸吧。劇烈運動後渾身酸痛的感覺每個人都體會過，聚乳酸就是通過將乳酸中的羥基和羧基脫水聚合形成高分子。聚乳酸在整個生產過程中完全沒有污染，性能與許多工程塑料相近，並且對生物體有很高的相容性。因此PLA除了在傳統的包裝、汽車工業（車門、輪圈、車座等）、電子工業（光碟、手機殼等）中廣泛應用。如今，產品種類很多例如免拆型手術縫合線、藥物緩解包裝劑、人造骨折內固定材料等。

第三、聚羥基脂肪酸酯（PHA）——這個對大家來說應該是個新名詞了。PHA是在微生物體內形成的一種內聚酯，是一種天然的高分子生物材料，是近年來生物功能材料的研究熱點。PHA與其他降解材料相比，可以通過對菌種、發酵過程的控制來改變組成。PHA可以堅硬如工程塑料，也可以軟如橡膠，這強大的多樣性使其應用範圍更加廣泛，也是近幾年可降解材料研究的重點。

以上介紹的幾種完全可降解材料，其原料完全不依靠化石燃料，這對緩解能源危機來說有著重要意義。但是脫離了化石燃料，其原料主要依靠糧食和微生物，這些比起傳統化石燃料成本更高，難以形成大規模的應用。從整體上看，並不是所有可降解材料的性能都達到了工程塑料的標準，加工工藝也仍需完善。因此，可降解材料的普及還有很長一段路要走。

TAG:中科院物理所 |

※神經晶元應用取得進展，為人工智慧的發展提供無數的可能性
※粘鋼應用的發展及施工技術
※只是控制飲食，能緩解真紅病情發展嗎？
※智能手機將在未來的AR發展中發揮不可或缺的作用
※從土地利用來看可持續發展的艱難
※不鏽鋼換熱管生產廠家的應用及發展前景
※吸塵器好用嗎？深究你不知道的吸塵器發展史
※淺談RFID的應用現狀及發展趨勢
※金屬增材製造技術在航空領域的發展與應用
※談工筆畫的用色發展，不錯的文章！
※國潤帶您看塑料管材未來的發展走勢
※未來心血管藥物的發展
※隨著使用要求的變化，手槍也在不斷發展
※印度太空電子戰謀求發展，也有了解放軍專用語「力量倍增器」
※物流信息化如何助力智慧物流的發展與應用？
※3D列印會發展成啥樣？細菌都能當做原材料使用
※減肥發展史，你真正了解嗎？
※全合成切削液用消泡劑發展歷史
※呼應未來智能製造發展方向