2014年2月3
休士顿大学卡伦工程学院的一名研究人员开始着手开发以植物为基础的塑料和橡胶,为未来的石油工业做准备。
化学和生物分子工程助理教授梅根·罗伯逊(Megan Robertson)获得了美国国家科学基金会职业奖计划的50万美元赠款。职业奖旨在帮助教师在研究的早期阶段建立长期、成功的实验室。欧洲杯线上买球
他们被广泛认为是给予年轻调查人员的最有声望的资助之一。
有了这笔资金,罗伯逊将使用植物油,如大豆油、棕榈油和亚麻籽油来开发新的聚合物。聚合物是由重复单元组成的长链状分子。
它们是日常生活中遇到的橡胶和塑料的关键成分。
如今,大多数聚合物都是由石油制成的。罗伯逊说,这可能会带来一些问题,比如价格波动和与石油加工相关的不希望的环境影响。另一个问题,从长期来看可能是最严重的问题,是化石燃料的有限性。
她说:“过去100年来,人们一直在用主要来自石油的聚合物进行创新。在这段时间里,我们学到了很多东西,但最终,石油是一种有限的资源。”。“我们今天会耗尽石油吗?不会,但我们现在需要开始考虑这个问题,因为从植物衍生聚合物中开发出与我们目前在石油衍生聚合物中拥有的相同多样性的材料可能需要很长时间。”欧洲杯足球竞彩
罗伯逊指出,植物基聚合物并不是新出现的。事实上,在20世纪40年代,亨利·福特(Henry Ford)用大豆基塑料制造了一辆原型车。
然而,由于来自石油的聚合物几十年来一直备受关注,植物源性聚合物通常无法与传统塑料的关键机械性能相匹配,如强度、柔韧性和耐久性。这就是罗伯逊正在进行的项目。
开发优良植物油聚合物的挑战之一是其化学结构。具有理想机械性能的聚合物往往包含相互缠绕的单个分子,类似于一碗意大利面条中的面条。这种纠缠赋予了它们许多最好的特性,比如高强度。
然而,罗伯逊正在从植物油中开发的聚合物,在聚合物链的每个重复单元的侧面都有长链碳。这些链限制了单个聚合物链相互缠绕的程度。因此,这些来自植物油的聚合物通常比石油聚合物弱。
罗伯逊将探索制造更充分缠结的植物油聚合物的方法,因此具有更好的机械性能。
最终,罗伯逊的目标是创造一种新材料,这种材料的性能甚至比商业上可用的石油衍生材料更好。欧洲杯足球竞彩
除了合成新的聚合物并优化它们的力学性能,该项目还将研究它们对环境的影响。植物油含有一种化学基团(酯),可以使其生物降解。如果Robertson开发的聚合物保留了这种功能,它们也应该是可生物降解的。
这些聚合物的生物降解能力将与学院土木与环境工程系助理教授黛博拉·罗德里格斯(Debora Rodrigues)合作进行测试。
罗伯逊还将研究这些新聚合物对环境的影响。虽然从第一眼看来,用植物代替石油似乎很好,但也应该考虑到材料的整个生命周期。她说:制造这些聚合物需要多少能源?欧洲杯足球竞彩作物是用什么化学物质种植的?需要多少水?利用植物源是否能减少环境排放?
为了回答这些问题,项目合作者、圣路易斯华盛顿大学工程学教授Jay Turner将与Robertson合作,对Robertson创造的聚合物进行全生命周期评估。
他们的发现将帮助聚合物研究人员不仅识别出具有最佳力学性能的聚合物,而且还识别出那些在可持续性和环境影响方面最有意义的聚合物。这将有助于塑造一门科学和一个行业,它的时代无疑欧洲杯线上买球即将到来。
“聚合物和塑料无处不在,”罗伯逊说。“我们面临的问题与寻找替代能源有关,但我们不能使用太阳能或风能等选项来解决这个问题。替代材料的来源将需要一种新的思考方式,我们需要从现在开始着手。”欧洲杯足球竞彩
来源:http://www.uh.edu/