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东京大学开发新型高耐热生物塑料可用于制造汽车零部件

文章来源：新材料在线更新时间：2020-11-06 15:19:21

据外媒报道，研究人员开发出一种高耐热生物塑料材料，可用于制造汽车零部件和建材，这一发现将扩大生物材料在制造业领域的应用。

现在使用的塑料大多是人造塑料，由原油、天然气和煤制成。但是，东京大学、北陆先端科学技术大学院大学（Japan Advanced Institute of Science and Technology）和其它机构的科学家，采用植物、蛋壳、鸟类翅膀甚至龙舌兰酒等生物物质，通过制浆工艺将其转化为纸浆，再利用这些纸浆来制造新型塑材。

这种塑料可以承受高达500°C的气温，即使在高温下也不会融化。这一发现具有重要意义，因为传统生物塑料的耐热性相对较低，在其它方面的应用一直受到限制。研究团队成员、应用微生物学教授Yasuo Onishi表示：“这种材料具有优异的耐热性、阻燃性，而且重量很轻，可以应用于汽车发动机周围的部件，以及航空和航天设备的零部件。”

生物塑料通过将植物中的糖发酵转化为塑料而制成，如玉米和甘蔗纤维。在更加注重循环导向的社会中，这种材料具有发挥重要作用的潜力。Onishi及其同事探索克服耐热性不足的方法，并成功合成出新的生物塑料，其化学成分与普通产品完全不同。

他们改进了在生产中使用微生物的过程，同时采用与制造现有生物塑料相同的成分。研究人员从纸浆中提取AHBA和ABA两种芳香分子，并与其它重组微生物和化学物质相结合，使其转化成新型聚合物；然后，经过化学处理变成耐热膜，再变成轻质有机塑料。这种新型巨分子设计不仅可以提高耐热性，而且能够广泛成型。科学家们认为，这项技术也可以改善其它类型塑料的功能和品质。

研究人员在充满氮气的环境中测试新材料，并发现在温度达到743°C之前，这种材料不会分解，这是迄今为止记录上最高的耐热塑料，比高耐热合成纤维Zron能承受的温度（715°C）还要高。而目前市面上的生物塑料在超过200°C高温的情况下，很容易受到影响，因此传统环保型塑料材料仅用于勺子、杯子和购物袋等产品。

该团队还表示，通过对微生物进行基因改造，可以增加产量，提高化学反应效率，并降低生产成本。而且，这种新生物塑料的耐热性要优于铝和镁，可以将其与这些金属相结合，用于制造汽车零部件和建筑材料。

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