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未来的可持续胶粘剂不会留下来

为了地球和我们自己的身体健康,理想的情况是,未来的塑料根本不应该由塑料制成,而应仍能像塑料一样发挥作用。塑料每天执行的一项特别重要的工作是使物体粘附在各种表面上,例如粘性零件在便签纸,透明胶带甚至创可贴上的工作方式。在波士顿大学,马克·格林斯达夫(Mark Grinstaff)和他的研究小组致力于寻找环保的塑料替代品,着手设计一种具有粘结力但不具有持久力的胶粘剂,这种胶粘剂是一种可生物降解的材料,由完全天然衍生的化学成分制成,会破碎使用后下降。

“我们可以用对环境更好的替代物来替代目前不可降解的材料,并且从性能的角度来看仍能保持我们期望的性能,” BU工程学院杰出转化研究教授,艺术与科学学院教授Grinstaff说道。化学和格林斯达夫集团董事。“我们可以两者兼得,我们只需要对自己的做事保持精明。”

经过两年的试验,格林斯达夫(Grinstaff)的团队最近在《自然通讯》(Nature Communications)上发表的一篇论文中公开了一种替代胶粘剂。该团队说,粘合剂的配方可以很容易地适应以得益于粘性材料的各种工业和医学应用。

获得博士学位的Anjeza Beharaj解释说:“我们想模仿油漆中的塑料粘合剂,使它们粘在墙上。” 在格林斯特夫(Grinstaff)的实验室工作时,他主要从事有机化学的研究,该实验室主要处理由化学连接材料组成的大分子结构聚合物。

尽管人们通常认为聚合物是塑料的同义词,但它们也可以由天然衍生的材料制成-即使我们的DNA也被视为聚合物。Beharaj和Grinstaff与本科生研究人员Ethan McCaslin和William A. Blessing合作,后者最近获得了博士学位。在BU的化学领域,我们开发了一种由可生物降解的聚合物制成的胶粘剂体系,该胶粘剂体系可以有效地粘附在任何东西上,甚至可以更好地粘附在当今市场上基于塑料的产品上。

“主要成分是二氧化碳,” Beharaj解释说。具有蜂蜜或糖蜜稠度的可生物降解的粘合剂约20%至40%由CO 2组成。“我们倾向于认为碳是大气中的一种污染气体,而且可能过量。但是令人兴奋的是,这种材料重新利用了二氧化碳,否则这些二氧化碳会进入大气中,并且有可能用于炼油厂和生产工厂将气体重新用于环保聚合物。因此,这对环境和消费者都是双赢,因为由于CO 2是一种廉价的原材料,它有可能降低商品价格。”

Grinstaff和Beharaj估计,他们的胶粘剂将在环境中完全分解所需的时间不到一年,而塑料会污染垃圾填埋场数千年。(请考虑片刻,您扔掉的每一个创可贴和胶带仍然坐在垃圾堆中!)

正在努力取得生物化学学士/硕士学位的麦卡斯林(CAS'20)说:“这代表着使产品更绿色的良好进展,这现在应是科学界的优先考虑。”

他和Beharaj在Bay State Road的BU宿舍里担任常驻助理,在组建格林斯特夫实验室之前成为朋友。

他说,麦卡斯林希望该胶粘剂“能够激发更多的研究人员朝着使产品更加环保的类似目标努力”。

Grinstaff的团队设想可生物降解的胶粘剂解决方案可以量身定制,以适应当今塑料胶粘剂的许多需求。通过调整每批粘合剂中聚合物和CO 2的比例,它们能够使材料的粘合性更强,更弱,或者能够响应某些类型的表面。粘合强度的范围可以从透明胶带到永久性木胶,并且可以定制以粘附在金属,玻璃,木材,特富龙甚至潮湿的表面上。

据Beharaj称,天然来源的可生物降解材料在人体上或体内也完全安全。粘合剂可能会替代外科手术中用于将骨骼固定在一起的金属,从而使某些外科手术的侵入性降低。它们也可以用于皮肤表面,以保护切口,擦伤,伤口或手术后切口。

有了如此众多的可能性,下一步就是找到使用和销售粘合剂的最佳方法。

Grinstaff说:“目前的问题是找到最佳的应用程序,我们将从了解不同社区的需求开始。” “外科领域的人们与包装领域的人们会有不同的想法,但是我们可以解决这两个市场。”

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