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防水抗污自清洁的食物包装 墨尔本皇家理工大学以荷叶为灵感开发创新生物塑料
发布日期:22/03/2022
消息来源:食力
塑胶为我们的生活带来许多方便,然而废弃的塑胶制品难以分解,不仅造成难以抹灭的环境污染,也影响动植物和人类的生活与健康。除了减塑外,我们还能如何改善塑料污染问题呢?墨尔本皇家理工大学研究团队就以荷叶为灵感,创造出一种可自然分解的创新生物塑料。

模拟荷叶表面构造,利用植物性淀粉和纤维也能防潮绝缘

墨尔本皇家理工大学研究团队于2021年7月,在美国化学学会出版的《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上发表一篇研究,团队以荷叶表面的「超疏水效应」为灵感,开发出一种创新生物塑料,不需要工业加工就可以被自然分解。

「出于泥而不染,濯清涟而不妖」这句耳熟能详的古诗词,除了赞美荷花的高贵品格,更贴切地描述了荷叶表面神奇的「超疏水效应」。研究者用电子显微镜将荷叶表面放大1000倍后,可看到上面有如珊瑚礁般的乳突结构,这些奈米级的乳突结构间填满了空气,有效阻隔水珠的进入,让水珠只能在荷叶表面滚动,顺带黏附了叶面上的灰尘和脏污,将之一并带走、滴落,达到「自清洁」的效果。

因此,研究团队利用植物性的淀粉和纤维素为原料,模拟荷叶表面的奈米级柱状结构,柱状顶部再以聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成,这是一种可防潮绝缘的有机化合物,属于优良的疏水性材料。为了符合环保诉求,研发团队尽量以简单的加工方式制造,未来若大量生产也较容易实现。

研究团队利用植物性的淀粉和纤维素为原料,模拟荷叶的表面奈米级柱状结构。
(图片来源:ACS Applied Materials & Interfaces)

墨尔本皇家理工大学的研究博士Mehran Ghasemlou表示:「塑胶废物是我们最大的环境议题之一,开发的替代品要既环保又符合成本效益,才有机会广泛使用。」

实验证实不怕物理性破坏、具自清洁效果

在实际测试中,这种塑料经过刀割、手指摩擦、喷水冲击、20次重复的砂纸磨损试验和10次重复的胶带剥离试验后,仍未失去超疏水性质,证明其优异的耐久性;同时表面可清除人造灰尘和各种食物液体,就如荷叶般具有自清洁功能。在土壤研究分析中,团队也证实这种创新生物塑料不需工业化的高温加压就可在土壤中快速自然分解。

加速产学合作脚步 期许未来能有商业多样化应用

目前研究团队正与一家生物塑料公司合作,评估这种新创生物塑料的进一步发展,且对于与其他企业合作也抱持开放性,期许能将这种生物塑料做更多样性的商业应用。

尽管市面上已有许多植物基包装的使用,但它们真的是否从原料到成品皆符合环保初衷、可100%被生物降解、降解后对环境的影响还有待商榷,但解决塑料污染问题已是产业重要趋势。如今各国政府皆提倡限塑、减塑政策,在产业开发生物降解材料之余,个人如何从生活中减少塑胶制品的使用与废弃,仍是目前最重要的课题。

 

 
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