塑料还需更完美
尽管可降解塑料受到了科学家的追捧,但是20世纪90年代初有研究发现,在聚合物中加入天然淀粉所形成的可生物降解塑料并不是真正的可降解——这种材料中的聚乙烯并不是完全被分解,它实际上只是成为碎片留存于土壤中。到目前为止,国内外已经开发出很多生物降解塑料品种,但真正具有良好的生物降解性能且与传统塑料性质类似的可降解塑料的种类仍然十分有限。从环境保护和可再生资源利用的角度出发,目前对于可降解塑料的研究主要集中在具有完全降解特性的完全生物降解塑料和具有双重降解特性的光/生物降解塑料这两个方面。如何研制出以可再生资源为原料,能够完全降解为对环境无害的产物,同时又能低成本大规模生产的可降解塑料一直是当代新材料研究的重要方向。
科学家们认为应用可降解塑料能在一定程度上缓解和抑制环境矛盾,但由于成本和性能等多方面因素的影响,可降解塑料目前在市场上的规模与普通塑料相比还很小。提高可降解塑料的性能并实现大规模生产也是世界研究开发的热点。
既然研制可降解塑料是解决“白色污染”问题的途径,那么这种新材料是否也能解决另一个烦恼——塑化剂带来的食品安全问题呢?与普通塑料相比,可降解塑料更容易分解,这就意味着它的稳定性比普通塑料差,例如,生物可降解塑料具有生物不稳定性,在微生物环境下可被分解,容易滋生细菌。同时,可降解塑料普遍脆性较大,在制作产品的过程中,也需要添加有效的化学物质,才能增强其柔韧性和延展性,因此可降解塑料中也不可避免的含有塑化剂。实际上,可降解塑料出现在食品包装领域的机会并不多,更多的是应用在工业和农业生产领域。
科学家们已经寻找到了解决“白色污染”问题的方向,接下来,如何保证塑料在食品领域应用的安全性,是他们需要攻克的难题。
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新型触敏塑料可自行愈合
美国斯坦福大学的科研团队研制了具有敏锐触感,在室温下能迅速、反复愈合的人工合成材料。
斯坦福大学的鲍哲南团队使用了特殊的塑料聚合物,其中包含氢键连接的长链分子,这些分子很容易打散,但当其重新接触时,氢键能自我重组并恢复材料的结构。
研究人员将这种塑料和金属进行混合,新的合成材料既具有塑料聚合物的自我修复能力,又具有金属的导电性。
研究人员将薄带状材料切成两半,将其放在一起按压几秒钟后,材料可恢复75%的机械强度和导电性。如果按压30分钟,该材料性能的恢复接近100%。更重要的是,同一样品可在同一个地方反复切削,经过50次切削,样品的柔韧性和伸展度仍恢复的完好如初。
鲍哲南表示,该材料对下压和屈曲都非常敏感,因此利用这种材料制成的假肢在关节处将有更好的弯曲度;覆有这种材料的电气设备和电线也可自我修复。研究团队的下一个目标是使材料更透明,更具弹性,以使其适用于电子设备或显示屏的外表面。