使用生物量和离子体创建生物塑料

塑料污染是人类面临的关键环境问题,目前的回收策略远远远远远远不到其应有的位置。为了创建真正可持续的替代方案,研究人员在美国化学学会杂志已经调查了生物量生物量衍生的DNA和异物聚合物的使用。

学习:可持续生物塑料由生物质DNA和离子体制成。图片来源:GB Traveler/Shutterstock.com

塑料废物的规模

塑料是现代社会中的重要材料。但是,他们的成本很高。塑料通常是由石化物制成的,它们的生产对碳排放和气候变化产生了重大贡献,以及能源密集型和产生有毒的副产品。此外,他们可能需要数百年的时间才能降级。

在生命的尽头处置它们是一个重大挑战。每年有51至8800万吨塑料废物进入环境,此数量正在增加。常见的处置方法是填埋和焚化,但这是不够的。同样,这些方法导致有毒环境污染。塑料废物进入海洋,导致生态系统的损害,生物多样性的丧失以及微塑料可以进入食物链。

回收塑料废物有助于减轻问题,但回收策略仍然不足。因此,需要替代传统塑料来改善塑料行业的可持续性和生态友好性。

生物塑料

生物塑料是提出的解决方案,并且已经进行了许多研究。从长远来看,开发真正的可持续生物塑料将减少对化石燃料的依赖,并根据绿色工程和化学原则帮助建立一个可持续的社会。

生物塑料是由多种生物量制造的。有希望的生物培养的原材料包括纤维素,壳聚糖,植物油欧洲杯足球竞彩,蛋白质和淀粉。尽管它们比石化衍生的塑料产品更可持续,但它们有几个关键问题。首先,从这些天然产品中得出的生物塑料的生产,使用和寿命终结选择并不严格遵循绿色工程和化学的原则。

其次,其中许多材料来自农作物,这意味着它们与食品欧洲杯足球竞彩生产竞争资源。用来种植食物的土地是给工业生产的。此外,即使它们表现出增强的生物降解性,回收和再利用它们在生命结束后仍然存在问题。这导致了大量资源浪费。

此外,尽管回收节省资源,但使用高温,强酸/碱性条件以及产生反应性物种的催化剂的当前过程不足,这可能导致机械性能降低和可回收塑料的质量。

使用DNA和等聚合物改进生物塑料

近年来,DNA已成为一类功能性纳米材料,并已用于合成聚合物材料,例如DNA纳米颗粒,水凝胶欧洲杯足球竞彩和树突聚合物样DNA结构。欧洲杯猜球平台DNA具有有效取之不尽的额外优势,目前估计在地球上存在500亿吨。DNA可以从植物,动物和微生物等所有生物体中提取。从理论上讲,从DNA产生生物塑料将满足全球对塑料的总需求。

圆锥:用木材的形成包装溶液代替塑料

研究提出JCAS已经证明了使用DNA和等聚合物创建不需要能源密集型生产方法的可持续生物塑料。这种替代方法有一些主要优势。

首先,生物塑性生产的原材料来自可生欧洲杯足球竞彩物可生产资源。其次,处理方法对环境友好。此外,通过实现可再生和非破坏性使用,可以延长源自DNA衍生的生物塑料的服务寿命。此外,通过受控酶促过程在轻度条件下回收或退化,它们在生命的尽头很容易处置。这些都是绿色路线。

研究中提出的过程涉及冻干交联的DNA水凝胶以创建DNA生物塑料。通过将离子基团引入弹性体合成的弹性离子体被用作大分子交叉链,以制备DNA凝胶。在实验中,使用了鲑鱼精子DNA,弹性体离子体介导其组装形成3D网络。

该小组通过构造DNA双螺旋,以DNA特异性荧光染料染色,证明了这些新型的DNA生物塑料,该螺旋染色是由DNA组成的。为了将DNA塑料处理为3D结构,团队开发了水触发的分子组装过程。他们在此过程中成功制造了一个塑料杯,进一步证明了过程和材料的潜力。欧洲杯足球竞彩

未来

塑料废物的规模令人震惊,塑料工业的碳足迹需要紧急解决。生物塑料可以帮助克服行业的困境,对DNA生物塑料的研究可以创建真正可持续的生物塑料版本,该版本牢固地植根于绿色化学和工程学原理。

进一步阅读

Han,J等。(2021)可持续生物塑料由生物质DNA和离子体制成[在线的]JCAS|pubs.acs.org。可用网址:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.ss.1c08888

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

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雷金纳德·戴维(Reginald Davey)

Reg Davey是英国诺丁汉的自由撰稿人和编辑。为新闻医学写作代表了他多年来一直感兴趣并参与的各种兴趣和领域的融合,包括微生物学,生物医学科学和环境科学。欧洲杯线上买球

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    戴维(Reginald)。“使用生物量和离子体来创建生物塑性”。azom。//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=57388。(2021年11月22日访问)。

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    戴维(Reginald)。2021。使用生物量和离子体创建生物塑料。Azom,2021年11月22日,//www.wireless-io.com/news.aspx?newsid=57388。

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