根治白色污染 中國科學家研製出可替代塑料的新材料

日常使用中各種塑料製品方便了大家的生活,然而塑料導致的白色污染一直是個難題,現在中科大研究人員發明了一種新的高性能可持續材料,有望替代塑料。塑料製品主要來源於石油化工,多年來科學家們一直希望尋找到可替代的材料,特別是無污染的生物基可持續結構材料,然而這種材料機械性能較差或製造過程的過於繁瑣的限制導致了生產成本、規模無法跟塑料相比,替代塑料沒有可行性。

據中國科技大學消息,俞書宏院士團隊將仿生結構設計理念運用於高性能生物基結構材料的研製,發展了一種被稱為「定向變形組裝」的新型材料製造方法,實現了具有仿生結構的高性能可持續材料的規模化制備。

根治白色污染 中國科學家研製出可替代塑料的新材料

通過這種定向變形組裝方法,團隊成功地將纖維素納米纖維(CNF)和二氧化鈦包覆的雲母片(TiO2-Mica)復合制備了具有仿生結構的高性能可持續結構材料。所獲得的結構材料具有比石油基塑料更好的機械和熱性能,有望成為石油基塑料的替代品。

該工藝過程宜於放大,產品具有良好的可加工性和豐富多變的色彩和光澤,使其可以作為一種更加美觀和耐用的結構材料有望替代塑料。

根治白色污染 中國科學家研製出可替代塑料的新材料

該材料具有仿珍珠母的結構設計,這種仿生設計有效地改善了材料的力學性能。珍珠母所具有的磚-泥結構,使其可以基於普通的天然物質構築高性能的材料,並兼具高強度和高韌性的優良特性。

不僅如此,這種材料的熱性能、機械性能等指標也非常優秀,這種全天然仿生結構材料比塑料更安全、更可靠,從而使其在高溫或可變溫度下能夠替代塑料而成為一種可持續、輕便、高性能的塑料替代品。

相關研究結果最近已經發表在了《自然·通訊》雜志上。

來源:cnBeta