当前环境污染成为全球共同面对的问题,新型的生物材料研发不仅能解决这个问题,还朝着更远的目标和作用发展。那么生物新材料都有什么?这些材料是当前比较先进的一部分。
1、人造蜘蛛丝。 细菌被喂食糖,盐和其他微量营养素以产生丝蛋白作,然后将这种蛋白质变成细粉末,纺成并加工成纤维,复合材料等。一般应用于纺织材料、医疗和飞机船舶制造等领域。
2、仿生塑料。该材料是从丢弃的虾壳中提取的壳质和来源于蚕丝的丝素蛋白组成,复制了昆虫表皮的强度、耐久性和多功能性。可用于制造迅速降解的垃圾袋、包装材料和尿布。作为一种特别坚固的生物相容性材料,它也可用于缝合承受高负荷的伤口,例如疝修补或作为组织再生的支架。
3、高强生物材料。该材料由源自木材和植物体的纤维素纳米纤维制成,最终结构的拉伸刚度为86千兆帕(GPa),拉伸强度为1.57 GPa,比蜘蛛丝强度强8倍,而且可生物降解。用作塑料和其他不可降解物体的绝佳替代品。
4、真菌泡沫。由农作物废料植物秸秆、水稻和小麦壳与蘑菇的根部粘结一起制造而成(称为菌丝体)。用于汽车保险杠、门、顶盖、发动机舱、汽车行李箱衬层、仪表盘以及座位的石油基塑料泡沫的替换物。其他潜在的用途有桌面、冲浪板和服装。
接下来就是我们所熟知的替代塑料的新型生物材料了,这方面研究人员设计的材料采用TIO2涂层云母微孔板和纤维素纳米纤维。它可以使用定向变形装配法制造。该方法将TIO2-云母和CNF的水凝胶压制。制造工艺和多尺度水平有助于材料的载荷再分配和韧性。
使用该制造工艺的材料具有比聚酰胺和芳香族聚碳酸酯等高性能工程塑料高2倍的韧性,使其比传统的石油基塑料更坚固。新材料的另一个显著的优点是,它可以适应更广泛的温度范围。研究人员发现,这种材料可以在零下130摄氏度到250摄氏度的温度下生存。传统塑料在高温下往往会变软,限制了其实用性。虽然这种材料比传统塑料更坚固,但它也是可持续和环保的。目前还不清楚这种新材料何时或是否可能实现商业化。
生物性新材料最初是针对塑料等污染研发降解材料的,后来随着科技的进步,人们探索的越来越深远,生物新材料在日后必定对人们的生活影响深远。
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