物理科技生物学-PHYICA

塑料植物:生物基私人影院有什么聚合物可以转化成肥料

化学 2022-08-15 00:02:09

由东京工业大学制作 将石化产品的降解产物用作富氮肥料,可以形成一个可持续的循环,使生物塑料成为解决传统石油塑料带来的环境问题的更具吸引力的选择

信用:东京工业大学的景岛乐·青木 塑料在上个世纪席卷全球,几乎应用于我们生活的方方面面

然而,构成塑料基础的合成聚合物的兴起,导致了许多严重的环境问题

其中最糟糕的是过度使用石化化合物和不回收地处置不可生物降解的材料;只有14%的塑料垃圾被回收,这几乎不能解决问题

解决塑料难题需要“循环”系统,即用于生产塑料的原材料经过处理和回收后循环使用

在东京工业大学,由助理教授景岛乐·青木和大冢秀之教授领导的科学家团队正在开拓一个新的概念

在他们新的环保工艺中,使用生物物质(生物塑料)生产的塑料被化学循环回肥料中

这项研究将发表在英国皇家化学学会的期刊《绿色化学》上,该期刊关注可持续和生态友好技术的创新研究

该团队专注于聚(碳酸异山梨醇酯),或PIC,一种生物基聚碳酸酯,作为石油基聚碳酸酯的替代品,已经引起了广泛关注

PIC是用一种从葡萄糖中提取的无毒物质异山梨醇(ISB)作为单体生产的

有趣的是,在一个被称为氨解的过程中,连接ISB单元的碳酸盐链可以被氨(NH3)切断

这个过程产生了尿素,一种被广泛用作肥料的富氮分子

虽然这种化学反应对科学来说不是秘密,但是很少有关于聚合物降解的研究集中在所有降解产物的潜在用途上,而不仅仅是单体

首先,科学家们研究了PIC在温和条件下(30摄氏度和大气压)在水中完全氨解的效果

做出这一决定的理由是为了避免使用有机溶剂和过量的能源

该团队通过各种方法仔细分析了所有的反应产物,包括核磁共振光谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱

虽然他们设法以这种方式生产尿素,但即使在24小时后,PIC的降解也没有完成,许多ISB衍生物仍然存在

因此,研究人员试图提高温度,发现在90摄氏度下,大约6小时就可以完全降解

博士;医生

青木强调了这种方法的好处:“反应在没有任何催化剂的情况下发生,证明PIC的氨解可以很容易地使用氨水和加热来进行

因此,从化学回收的观点来看,该程序操作简单且环境友好

" 最后,作为所有PIC降解产物都可以直接用作肥料的概念证明,该团队用模式生物拟南芥进行了植物生长实验

他们发现,用所有PIC降解产物处理的植物比只用尿素处理的植物生长得更好

这项研究的总体结果展示了开发塑料制肥料系统的可行性

这些系统不仅有助于抵御污染和资源枯竭,还有助于满足世界日益增长的粮食需求

博士;医生

青木以高昂的语调总结道:“我们相信,我们的工作代表着在不久的将来开发可持续和可回收聚合物材料的一个里程碑

“塑料面包”的时代即将到来

"

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