一種新的催化劑可以生產可再生材料的可生物降解塑料 - 有希望的替代塑料製成的塑料。
塑膠製造的龐大規模以及與處置相關的環境後果表明，地球能夠應對我們目前的「獲取、製造和處置」資源利用模式的極限。來自再生資源的可生物降解塑膠提供了一種有吸引力的替代品，但它們還無法與石油塑膠的價格和性能相提並論。
與許多化學反應一樣，製造可生物降解聚酯需要催化劑的幫助——催化劑是一種特殊的化學物質，可以提高反應速率或使其突破能量障礙。用於製造可生物降解塑膠的標準催化劑是金屬基的，很難或成本高昂地從最終材料中去除，並且不會在環境中降解。
由史丹佛大學的羅伯特·韋茅斯 (Robert Waymouth) 和 IBM 研究院的詹姆斯·赫德里克 (James Hedrick) 領導的研究小組提出了一種由常見有機化合物製成的替代催化劑。
研究人員透過讓常見的化學成分－硫脲與金屬醇鹽反應，製作出了這種催化劑。結果是催化劑既快速又有選擇性，這意味著它擅長加速和促進反應，一旦形成就不會改變所得聚合物的形狀或性質。
「雖然許多催化劑要么快速要么有選擇性，但這些催化劑兩者兼具，」化學教授韋茅斯說。 “它們準備簡單，使用方便，任何具有化學基礎知識的人都可以輕鬆使用。”
Waymouth 表示，除了降低成本和環境影響外，新的催化劑設計還具有高度可調性，可用於生產適合不同功能的多種塑膠。這項工作可以生產聚乳酸，這是一種可商業堆肥的可生物降解聚酯，可用於製造餐具、杯子、盤子和叉子等一次性塑膠製品。它還具有可吸收縫合線、植入物和支架以及生物醫學植入物和藥物傳輸材料的醫療應用。食品包裝和不織布等日常用品也是有可能的。
研究人員表示，儘管這些結果是基於十年的研究，但這只是第一步。由於該技術相對簡單，且催化劑易於修改，這些進展可能會帶來新型、廣泛使用的催化劑，以及新型、有用的可生物降解塑料，超越本研究中提出的內容。
「我們的催化劑設計簡單、通用，不僅適用於聚合反應，也適用於各種有機反應，」進行此項實驗的史丹佛大學研究生張祥義說。
部分資金來自國家科學基金會。作品出現在 自然化學.
資源： 斯坦福大學
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