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前沿|德國人研發了一種可“自毀”材料有望緩解塑料和電子垃圾問題

2017-10-20 16:06:29 作者：本網整理來源：環境工程分享至：

慕尼黑工業大學的研究人員研發了一種在有燃料的情況下可以持續使用，一旦燃料用完就會自行分解的材料，有望緩解塑料及電子垃圾的日益增加。

我們通常都希望材料具備較好的耐久性，但是當我們不需要它們時又希望它們可以徹底消失，而不是不斷填滿垃圾場。現在好了，慕尼黑工業大學的研究人員研發了一種在有燃料的情況下可以持續使用，一旦燃料用完就會自行分解的材料，有望緩解塑料及電子垃圾的日益增加。

絕大多數人造材料都需要滿足持續使用這個條件，但是在處理它們的時候卻比較麻煩。受生物過程的啟發，慕尼黑工業大學（TUM）的研究人員正在開發能量耗盡時“死亡”的材料，可以使藥物釋放體系，甚至是電子產品和包裝材料，根據需要進行自毀。

如果動物或植物不能通過食物或陽光不斷補充能量，它會死亡并分解。但人造物質不能與其環境進行這種能量交換，因此能夠長時間保持其形態。當我們最終想要處理它時，需要通過像循環這樣的過程來消耗更多的能量，而這并不是最有效的過程。

這項研究的主要作者JobBoekhoven說：“到目前為止，大多數人造物質在化學上非常穩定：要將其分解成原來的組分，必須花費大量的能量。而大自然卻不會產生垃圾堆，相反，生物細胞會不斷地從再生的細胞中合成新的分子，這些分子中的一部分會組裝成更大的結構，即所謂的超分子組裝，形成細胞的結構組分，這個動態的集合激勵著我們開發那種可以在不被需要時自行處理自己的材料。”

為了模仿這些自然系統，TUM團隊創建了開始時是自由移動，而當添加“燃料”時，可以組裝成水凝膠的分子混合物。這種燃料采用稱為碳二亞胺的高能分子形式，只要燃料持續供應，化學反應就可以保證這種水凝膠的穩定性。當燃料最終用完時，水凝膠就會分解成其原始分子，因此可以通過控制開始所給的燃料量來設定自毀程序。