塑膠是日常生活中常見的一部分，但卻帶來了重大的環境問題，這主要是由於塑膠來自化石燃料，而且處理起來很麻煩。現在，EPFL的傑里米-盧特巴赫（Jeremy Luterbacher）團隊領導的一項研究揭示了一種利用可再生資源生產高性能塑膠的開創性方法。

聚醯胺具有韌性和柔韌性，可以扭曲和編織而不會斷裂。圖片來源：Lorenz Manker/EPFL

這項發表在《自然-永續發展》（Nature Sustainability）雜誌上的研究介紹了一種利用從農業廢棄物中提取的糖核製造聚醯胺的新方法，聚醯胺是一類以強度和耐久性著稱的塑料，其中最著名的是尼龍。

這種新方法利用了一種再生資源，同時也能有效率地實現這種轉變，並將對環境的影響降到最低。

高精度擠出3D 列印長絲。圖片來源：Lorenz Manker/EPFL

環境效益和效率

Luterbacher 說：「典型的化石基塑膠需要芳香族基團來賦予塑膠剛性–這使塑膠具有硬度、強度和耐高溫等性能特性。在這裡，我們得到了類似的結果，但使用的是糖結構，這種結構在自然界中無處不在，而且通常完全無毒，可以提供剛性和性能特性。”

該研究的第一作者洛倫茲-曼克（Lorenz Manker）和他的同事們開發出了一種無催化劑工藝，可將木糖二甲基乙二酸酯（一種直接從木材或玉米棒等生物質中提取的穩定碳水化合物）轉化為高品質的聚醯胺。該製程的原子效率高達97%，令人印象深刻，這意味著幾乎所有的起始材料都被用於最終產品，從而大大減少了浪費。

擠壓後的染色和天然聚醯胺纖維。圖片來源：Lorenz Manker/EPFL

生物基聚醯胺的性能可與化石基聚醯胺相媲美，為各種應用提供了一種前景廣闊的替代材料。更重要的是，這些材料在多次機械循環中表現出顯著的彈性，並保持了其完整性和性能，而這正是管理永續材料生命週期的關鍵因素。

這些創新聚醯胺的潛在應用領域非常廣泛，從汽車零件到消費品，都能大幅減少碳足跡。研究小組的技術經濟分析和生命週期評估表明，與包括尼龍（如尼龍66）在內的傳統聚醯胺相比，這些材料的價格具有競爭力，全球暖化潛勢最高可降低75%。

編譯自: ScitechDaily