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研究人员研究侵蚀性环境因素对生物塑料的影响

发布时间:2021-08-07 08:10:16人气:

RUDN 大学生物学家研究了环境因素(水、盐和臭氧)对生物聚合物超薄纳米纤维的积极影响。结果将有助于根据用途选择合适的生物塑料;例如,用于医疗植入物、可生物降解的包装或用于水净化的过滤器。

研究人员研究侵蚀性环境因素对生物塑料的影响(图1)

测试对不同塑料的环境影响


RUDN 大学生物学家发现了环境如何影响两种有机来源塑料的纳米纤维:聚乳酸和聚羟基丁酸酯。

生物学家通过静电纺丝法从聚羟基丁酸酯粉末和聚丙交酯颗粒中获得了六种纤维。将聚合物溶液置于高压静电场中,将溶液“拉”成细细的射流。冷却后,它们变成了纤维。六种成品纤维在组合物中聚合物的含量不同——纯聚丙交酯和聚羟基丁酸酯及其不同比例的共混物。

我们获得了基于热弹性生物聚酯的电纺超薄纤维。它们都来自天然丰富的可再生资源,即聚丙交酯和聚羟基丁酸酯。但我们的主要目标不是获得纤维本身,而是确定它们的特性是否在侵蚀性环境因素的影响下保持不变”,RUDN 大学科学教育中心“纳米技术”副主任 Alexandre Vetcher 博士。

各种条件对纤维的影响


RUDN大学生物学家研究了水、生理环境(身体内部环境)和臭氧对所得纳米纤维的影响。结果表明,水蒸气吸收取决于聚合物结构。聚乳酸的比例越高,纤维吸收的水就越多:高达样品重量的 1%。

科学家们使用磷酸盐缓冲液来模拟生物体的内部环境。聚乳酸纤维在 21 天内在溶液中损失了超过 50% 的质量,而聚羟基丁酸酯含量高的样品损失了不到 15%。此外,当用这种气体流处理时,聚乳酸含量高的聚合物吸收臭氧分子的速度更快,并且由于如此强烈的氧化,它们被破坏了。臭氧以 50:50 的两种聚合物的比例渗透纤维最快。

“我们证明了以晶体结构为特征的可生物降解纳米纤维更能抵抗水和臭氧的分解。现在有必要测试这些材料对紫外线和微生物的抵抗力,以确定每种纤维的最佳应用。”, Alexander Vetcher, PhD, RUDN大学“纳米技术”科教中心副主任。

资料来源:鲁登大学


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