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新研发的基于菠萝皮的材料强度是蘑菇素皮革的60倍

文章来源：新能源网更新时间：2024-06-24 15:32:11

科学家们用废弃菠萝叶纤维制成的皮革可与真皮媲美，而且性能优于其他现有植物产品，这是生物基材料领域的一项突破。这种坚固且可持续的材料全面超越了以蘑菇为原料的皮革，极有可能被更大规模地生产，用于从服装到箱包和鞋子的各种用途。

泰国玛希隆大学（Mahidol University）的研究人员使用天然橡胶作为粘合剂，通过简单的工艺制造出了这种 100% 生物基菠萝叶纤维（PALF）皮革，这种皮革无需化学处理或额外的塑料，他们认为这是向前迈出的"重要"一步。

研究小组指出："这项研究展示了一种可持续的、经济上可行的传统皮革替代品，它有可能彻底改变皮革行业，并为一个更加环保的未来做出贡献。"

菠萝叶制成的皮革玛希隆大学

虽然动物皮革替代品并非新生事物，但迄今为止，它们都面临着巨大的挑战。主要依赖塑料生产的"素皮"可能对动物更好，但不一定对地球更好，而且其使用寿命也更短。在使用其他天然纤维（如真菌中的纤维）方面也取得了重大进展，但其机械性能（韧性、抗撕裂性）一直是个问题。

那么，是什么让菠萝更有可能成为可持续生产、耐磨损的皮革来源呢？这一切都要归结于细小纤维的提取和制备。菠萝的叶子--一种丰富的副产品--被清洗干净并切成 6 毫米宽的小块。然后将其研磨成浓稠的绿色糊状物并烘干，再用筛子将非纤维材料从菠萝叶纤维（PALF）中分离出来。然后，研究人员制备了未经处理的菠萝叶纤维（UPALF）和与氢氧化钠混合并经过水洗的纤维（TPALF），以创造不同的皮革特性，并在丝网上铺展开来，类似于造纸工艺。最后，在未编织、压平的纤维片上涂上一层薄薄的天然乳胶，然后将其暴露在 70 °C（158 °F）的环境中 24 小时，随后进行压缩。

研究人员使用扫描电子显微镜分析发现，这种处理方法的结构在拉伸和撕裂强度测试中表现最佳，硬度也达到最佳。研究人员还用胡萝卜、咖啡等多种天然染色剂对这些皮革进行了处理，以展示如何在不使用商业鞣革中使用的任何有毒化学物质的情况下实现各种色调。

虽然 PALF 皮革的拉伸强度和抗撕裂性能低于人们对动物皮革的预期，但在研究人员自己进行的测试中，两者不相上下，这表明传统材料具有天然的可变性。然而，在与现有的商业皮革替代品进行比较时，PALF 的表现尤为突出，其拉伸强度达到 12.3 兆帕，比 0.2 兆帕的 MuSkin（由椭圆黄柏蘑菇制成）强 60 多倍。这种"磨损"系数低的问题一直是人们对蘑菇皮革和其他一些植物皮革替代品的最大担忧之一。

PALF 皮革与其他皮革替代品相比的机械性能，PALF 的强度几乎是现有菠萝叶皮革Pinatex 的三倍，抗撕裂性几乎是后者的两倍。

由 Taweechai Amornsakchai 教授领导的研究小组计划现在调整这种材料的手感，使其更接近动物皮革的柔软度。

这项研究发表在《可持续发展》杂志上，Amornsakchai 在 2019 年的这段视频中介绍了皮革的制作过程。

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