蟹壳海藻可“变身”环保塑料

据美国《科学日报》网站12月12日报道，根据美国北卡罗来纳州立大学的最新研究成果，从甲壳动物和海藻中提取的强化结构材料可能是替代石油基塑料薄膜的解决方案。

通过结合让蟹壳变得坚硬的生物聚合物壳聚糖和从海藻中提取的用来制作凝胶的生物聚合物琼脂糖，会形成一种独特的高强度生物聚合物复合薄膜。这种薄膜还可以生物降解，具有抗菌性、防水性，而且是透明的。这一发现最终可能带来用来包装食品和消费品的环保材料。

北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程学教授、论文通讯作者奥林·韦列夫说：“合成聚合物可以形成非常耐用的薄膜，但是我们想用天然生物聚合物来替代它们。问题在于如何调整天然聚合物的结合结构，从而让形成的可生物降解的薄膜拥有合成聚合物的所有理想特性。”

仅把壳聚糖和琼脂糖混合在一起是不够的。韦列夫说，以前做出的类似努力虽然让混合物在性能上有了改善，但是干燥后的薄膜缺乏足够的强度。

韦列夫和团队成员另辟蹊径，用由壳聚糖制成的原纤化胶体材料对琼脂糖薄膜进行了强化处理。壳聚糖的高强度微型及纳米级纤丝一层层伸展，为琼脂糖薄膜提供了强度和稳定性。

论文第一作者尤斯拉·库特卜说：“我们利用壳聚糖树突状粒子来强化琼脂糖基体，因为这两种材料的兼容性能够带来良好的力学性能；壳聚糖粒子还带有与琼脂糖相反的电荷。两者结合后，电荷抵消，产生的材料也更具防水性。”

研究表明，这种复合材料的强度是仅用琼脂糖制成的薄膜的4倍左右，而且能够抑制大肠杆菌。此外，用这种材料制成的薄膜埋在地下一个月后降解明显，而普通塑料包装袋在同等条件下仍完好无损。

韦列夫说：“有趣的是，我们的复合材料最初具有很强的抑菌性，但是由于它是用天然材料制成的，一段时间后细菌仍会大量生长，因此埋在地下一个月后，它很容易实现生物降解。”

韦列夫还说，他的实验室会继续致力于改善生物聚合物复合薄膜的结构，目标是最终达到与合成聚合物薄膜性能不相上下的程度。

（责编：赵珊）