科研人员使用盐3D打印可降解聚合物，除了环保还对医疗具有潜在优势
时间:2022-11-02 12:47 来源:南极熊 作者:admin 点击:次
导读：丢弃在环境中的废旧包装塑料，不仅影响市容和自然景观，产生"视觉污染"，而且难以降解，对生态环境还会造成潜在危害。目前，3D打印技术不仅在可回收塑料技术上拥有一定的技术优势，并且，科研人员正在利用该技术开发可以替代塑料的新方法。
△废弃塑料对环境造成的污染触目惊心
2022年11月1日，德克萨斯（A&M）大学的研究人员正在使用3D打印和盐来制造环保聚合物，这些聚合物会随着时间的推移而自然降解。德克萨斯大学材料科学与工程系和化学系副教授Emily Pentzer博士，正在通过一种允许聚合物随着时间的推移自然降解的工艺，使3D打印聚合物更加环保。该研究还获得了来自德克萨斯A&M工程学院、工程实验站、化学系和Kashmir大学科研人员们的共同支持。 
△科研人员想要更环保的盐来替代塑料
应对微塑料的污染 大多数商业合成聚合物，通常采用可在正常条件下不会分解的大分子组成。当留在环境中时，聚苯乙烯泡沫塑料杯或塑料容器等制成品会分解成肉眼看不到的小块，但长聚合物分子会永远存在。 Pentzer说：“这不仅仅是塑料瓶可能存在被随意丢弃的问题，还有这些材料会分解成留在环境中的微塑料。我们并不完全了解微塑料的影响，但它们已被证明会携带疾病、重金属和粪便细菌等有害物质。” 
△通过一锅两步策略合成了具有定制热和机械性能的可降解CO 2基三嵌段聚碳酸酯。将NaCl颗粒分散在聚合物溶液中，可以配制和3D打印触变油墨。随后去除填料会产生多孔结构
盐3D打印可降解聚合物 Pentzer说：“我们的目标是创造可持续的可降解聚合物结构，我们通过利用化学提供的微观结构和3D打印提供的宏观结构来做到这一点。” 为了制造可降解聚合物，Pentzer与德克萨斯化学系杰出教授Don Darensbourg博士合作，使用二氧化碳和食盐来制造用于3D打印过程的墨水。打印后，用水清洗结构以溶解盐并固化结构。虽然结构的外部看起来仍然很光滑，但该过程会产生数千个小孔，使化合物能够以更快的速度降解。同时，聚合物主链上的烯烃侧基可以通过紫外线诱导的硫醇-烯表面官能化和交联进一步改性。 Pentzer解释:“在适当的条件下，我们创造的聚合物实际上会迅速降解，理想情况下，它们会分解成无毒的小分子。最重要的是，这些小分子不能携带重金属或细菌等物质。” 
潜在的应用前景 随着研究的进展，Pentzer希望利用这一过程来制造包装材料，这样盒子和胶带等物品就可以快速降解，而不是在未来几年内被埋在垃圾填埋场。她还看到了3D打印聚合物在生物医学领域的光明前景。 Pentzer说：“这些材料可用于各种生物医学应用。像植入物支架这样的东西会随着时间的推移而降解，这样你的身体就可以愈合，但你不会永远拥有那块塑料。”她接着解释：“这有点像将科学与工程结合起来，共同努力，我们可以创造协同效应并取得更多成就。”通过该团队的跨学科研究，他们正在寻求一个可能对环境、人类健康、生物医学和人类生存的各个方面，可能产生深远影响的解决方案。 (责任编辑：admin) |