金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物

金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物金纳米粒子催化剂可以回收聚酯和生物质来自东京都立大学的研究人员发现，支持在氧化锆表面的金纳米粒子有助于将像生物质和聚酯这样的废料变成有机硅烷化合物，这是用于广泛用途的宝贵化学品。新方案利用了金纳米粒子和氧化锆支持物的两性（酸和碱）性质之间的合作。其结果是一个需要较少条件的反应，以及一个更环保的废物升级回收方法。循环利用是人类解决全球塑料垃圾问题的一个重要部分。它的大部分内容是将塑料垃圾变成塑料产品。然而，科学家们也一直在探索其他方法，以鼓励将废物材料作为一种资源使用。这包括升级再造，将废料转化为全新的化合物和产品，这些化合物和产品可能比用来制造它们的材料更有价值。醚和酯在由安装在氧化锆基底上的金纳米粒子组成的混合催化剂存在下与二硅烷反应。金纳米粒子的存在以及支持物上的酸性和碱性位点有助于将醚和酯基转化为硅烷基。资料来源：东京都立大学由三浦宏树副教授领导的东京都大学的一个研究小组一直致力于将塑料和生物质转化为有机硅烷，有机硅烷是连接有硅原子的有机分子，形成碳硅键。有机硅烷是高性能涂料的宝贵材料，也是生产药品和农用化学品的中间体。然而，硅原子的添加往往涉及对空气和水分敏感的试剂，需要高温，更不用说苛刻的酸性或碱性条件可能使转换过程本身成为环境负担。现在，该团队已经应用了一种混合催化剂材料，由支持在氧化锆载体上的金纳米粒子组成。该催化剂采用醚基和酯基，这两种基团在聚酯等塑料和纤维素等生物质化合物中都很丰富，并帮助它们与一种被称为二硅烷的含硅化合物发生反应。在溶液中温和加热的情况下，他们成功地在酯或醚基所在的地方创建了有机硅烷基团。通过对机制的详细研究，该团队发现，金纳米粒子和支持物的两性（包括碱性和酸性）性质之间的合作是在温和条件下有效、高产地转换原材料的原因。鉴于塑料垃圾处理通常需要燃烧或苛刻的酸性/碱性条件，该工艺本身已经提供了一条在要求低得多的条件下分解聚酯的简便途径。然而，这里的关键点是，反应的产物本身是有价值的化合物，可以用于新的应用。该团队希望，这条生产有机硅烷的新路线构成了我们通往碳中和未来的途径的一部分，在那里，塑料不会进入环境，而是成为社会中更有用的产品。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350321.htm

科学家将木材废料转化为透明防雾涂料

科学家将木材废料转化为透明防雾涂料随着当前对循环经济和气候变化的重视，木质素（一种将木材中的细胞、纤维和容器结合在一起的有机物质）被认为是一种很有前途的可再生资源，可以取代化石材料。但目前，这种纸浆和造纸工业的副产品还未得到充分利用，其中约98%用于燃烧加热或发电。使用木质素的障碍之一是其分子结构复杂，难以分解。现在，芬兰阿尔托大学的研究人员开发出了一种方法，可以将木质素转化为具有防雾和防反射特性的生物基透明涂层。木质素纳米颗粒（LNPs）具有亲水性，适合制造纹理，因此非常适合光学应用，尤其是需要防雾性能的应用。然而，实现这一用途的一个问题是克服颗粒的不透明性，这需要精确控制薄膜厚度。在目前的研究中，研究人员着眼于减小LNPs的尺寸，以克服不透明性问题，因为较小的颗粒不容易混浊，而且散射光更均匀。该研究的第一作者亚历山大-亨恩（AlexanderHenn）说："光学涂层需要透明，但到目前为止，即使相当薄的木质素颗粒薄膜也是可见的。我们知道，小颗粒看起来不那么浑浊，所以我想了解能否通过将颗粒尺寸减小到最小来制作隐形颗粒膜。"为了缩小颗粒尺寸，研究人员通过乙酰化对木质素进行了化学改性，乙酰化是一种酯化反应，将乙酰官能团引入有机化合物中。使用乙酸驱动反应--在140°F（60°C）的相对较低温度下仅需10分钟--该过程产生了高浓度的超小型LNP，具有意想不到的特性。Henn说："我用乙酰化木质素制成的木质素颗粒具有相当令人惊讶的特性，这使得这项研究的其他部分变得非常有趣。例如，制作光子薄膜的可能性就完全出乎意料。"颗粒的小尺寸使研究人员能够控制层的厚度和外观，从透明的亚单层到多层薄膜，这使他们能够控制不同波长光的颜色和吸收率。快速而简单的乙酰化方法可产生可用于不同用途的木质素图/Henn等人/阿尔托大学(CCBY4.0)他们发现超薄透明涂层可以减少水滴造成的光散射，并得出结论：乙酰化木质素适合用作透明表面的防雾涂层。此外，通过加厚涂层和使用多层薄膜，研究人员可以控制涂层的颜色，从而获得明亮的黄色、蓝色和紫色。这些较厚的涂层还具有光子特性，即它们能反射光线。研究人员说，乙酰化反应的速度和简易性及其高产率意味着它可以扩大到工业水平，木质素是碳汇的额外好处。该研究的通讯作者之一莫妮卡-厄斯特伯格（MonikaÖsterberg）说："基于木质素的产品可能具有商业价值，同时还能起到碳汇的作用，有助于缓解目前对化石燃料的依赖并减少二氧化碳排放。像这样的高价值应用对于推动木质素的价值化，使我们不再仅仅将木质素用作燃料非常重要"。该研究发表在《化学工程杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386587.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386587.htm

科学家利用大豆废料为养殖鱼类提供绿色食品

科学家利用大豆废料为养殖鱼类提供绿色食品考虑到这一难题，一些团体正在开发更环保的鱼粉替代品。其中一种方法是在生物反应器中培养某些类型的细菌。这些微生物产生的营养物质被称为单细胞蛋白，从反应器的液体生长介质中提取出来，脱水后用作鱼饲料。但遗憾的是，生长培养基价格昂贵，而且通常很难在生物反应器中保持合适的生长条件。如果使用天然存在的大量蛋白质生产细菌的液体，成本会低得多，也容易得多。大豆加工废水就是这样一种液体。在最近的一项研究中，新加坡南洋理工大学（NTU）和淡马锡理工学院的科学家们首先从一家食品加工公司获取大豆废水。富含酸性丙酸杆菌和丙酸杆菌的淤泥状液体在四个4升（1加仑）生物反应器中放置了136天。在此期间，一直保持低氧水平和30ºC（86ºF）的温度。然后从污泥中收集细菌产生的单细胞蛋白。在下一步实验中，一组60尾亚洲鲈鱼幼鱼在24天内食用的食物包括一半鱼粉和一半单细胞蛋白，而对照组则只食用鱼粉。在这一时期结束时，发现两组鱼的生长量相同（事实上，蛋白质喂养的鱼的生长更加稳定）。这一结果在很大程度上是意料之中的，因为两种食物几乎都能满足亚洲鲈鱼幼鱼对蛋白质、必需氨基酸和脂肪的需求。两种日粮中唯一缺乏的是足量的氨基酸赖氨酸，这可以在实际使用中添加。还有一个好处是，以这种方式生产鱼饲料可以利用一种原本可能会被闲置的物质。相比之下，现有的一些饲料中含有人类可能会食用的豆粕。南洋理工大学的StefanWuertz教授说："我们的研究成功证明了将大豆加工废水转化为水产养殖饲料的宝贵资源的潜力，有助于向循环生物经济过渡。"有关这项研究的论文最近发表在《科学报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428786.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428786.htm

科学家利用纳米技术将肉桂转化为抗菌剂

科学家利用纳米技术将肉桂转化为抗菌剂这种"纳米杀手"在对付大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌等病原微生物方面已显示出相当大的功效。这项技术的潜在应用领域包括消除食品中的病原体、废水处理以及控制医院感染。这种纳米设备所针对的病原体可导致严重的健康问题。例如，大肠杆菌菌株通常无害，但有些会导致明显的腹痛、腹泻和呕吐。金黄色葡萄球菌可能导致皮肤和血液感染、骨髓炎或肺炎。白色念珠菌是一种存在于生物体液中的真菌，可导致念珠菌血症和侵袭性念珠菌病等疾病。UPV团队。资料来源：UPV研究人员说，这种"纳米杀手"的应用非常简单："例如，我们可以制造一种喷雾剂，以水和其他化合物为基础配制成制剂，然后直接喷洒。在田间制作水基配方，然后直接喷洒，就像现在的杀虫剂一样。在医院里，可以将其涂在绷带上，我们甚至可以尝试制作一种可以口服的胶囊。"大学间分子识别研究和技术开发研究所（IDM）纳米传感器小组的研究员AndreaBernardos解释说。与游离化合物相比，新型纳米装置提高了封装肉桂醛的功效：对大肠杆菌的功效提高了约52倍，对金黄色葡萄球菌的功效提高了约60倍，对白色念珠菌的功效提高了约7倍。精油成分的抗菌活性之所以能够提高，是因为其在多孔硅胶基质中的封装降低了挥发性，而且由于微生物的存在，精油成分在释放时的局部浓度有所增加。该装置以其极低剂量的高抗菌活性脱颖而出。此外，它还增强了游离肉桂醛的抗菌特性，使用纳米装置后，细菌菌株（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）的杀菌剂量降低了约98%，酵母菌株（白色念珠菌）的杀菌剂量降低了72%。瓦伦西亚理工大学IDM研究员ÁngelaMorellá-Aucejo总结说："此外，这种含有天然杀菌剂（如精油成分）的装置还可应用于生物医学、食品技术、农业等领域，其释放量受病原体存在的控制。"这项研究的结果发表在《生物材料进展》（BiomaterialsAdvances）杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434045.htm

美国农业部科学家发现健康饮食当中可以包含高达91%的超加工食品

美国农业部科学家发现健康饮食当中可以包含高达91%的超加工食品美国农业部大福克斯人类营养研究中心的科学家们证明，健康饮食可以包含高达91%的超加工食品，这符合2020-2025年美国人膳食指南的建议，不过未来的研究将评估潜在的不利健康影响。美国农业部农业研究局（ARS）大福克斯人类营养研究中心的科学家领导了一项研究，该研究表明，在健康饮食中，91%的热量来自超加工食品（根据诺瓦量表分类），同时仍然遵循《2020-2025年美国人膳食指南》（DGA）的建议是可能的。这项研究强调了在构建健康菜单时使用DGA建议的多功能性。大福克斯人类营养研究中心的美国农科院研究营养学家朱莉-赫斯（JulieHess）说："这项研究是一项概念验证，它展示了一种更加平衡的健康饮食模式，在这种模式下，使用超加工食品也是一种选择。根据目前的膳食建议，食物的营养成分及其在食物类别中的位置比食物的加工程度更重要"。在这项研究中，科学家们使用了NOVA量表来确定哪些食品属于超加工食品。诺瓦量表于2009年首次出现在文献中，是营养科学中最常用的按加工程度对食品进行分类的量表。根据诺瓦量表，食品可按其加工程度分为四类：未加工或微量加工食品。加工烹饪配料。加工食品超加工食品。为了测试超加工食品是否可用于建立健康饮食，美国农业研究署的科学家和合作者以"我的金字塔"为指导，创建了一份包含早餐、午餐、晚餐和零食的菜单，供人们选择七天、2000卡路里的食物模式。菜单中包含的食物也与2020年DGA推荐的水果、蔬菜、谷物、蛋白质食品和乳制品的组别和亚组的份量一致。科学家们选择了饱和脂肪和添加糖含量较低，同时仍含有足够微量营养素和宏量营养素的食品。该菜单中使用的一些超加工食品包括罐装豆类、速溶燕麦片、超滤牛奶、全麦面包和干果。赫斯说："我们使用健康饮食指数来评估饮食质量，因为它符合DGA的主要建议。我们制定的菜单在2015年健康饮食指数100分中获得了86分，除了钠含量（超出建议值）和全谷物（低于建议值）外，达到了大多数阈值。"虽然这项研究提供了宝贵的见解，但更多的工作即将展开。科学家们认识到，一些观察性研究表明，超加工产品可能与不良健康结果有关，因此他们打算深入研究这个问题。这项研究表明，在建立健康饮食的过程中，各种食品都有其作用，在这一领域还需要更多的研究，特别是干预研究。研究的详细内容发表在《营养学杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380687.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380687.htm

科学家将塑料垃圾转化为有价值的土壤添加剂

科学家将塑料垃圾转化为有价值的土壤添加剂然而，Abdul-Aziz警告说，还需要做更多的工作来证实这种木炭在农业中的效用。塑料制炭过程是在加州大学河滨分校马兰和罗斯玛丽-伯恩斯工程学院开发的。它涉及将两种常见的塑料之一与玉米废料--剩余的秸秆、叶子、外壳和棒子--统称为玉米秸秆。然后用高度压缩的热水对混合物进行烹制，这一过程被称为水热碳化。高度多孔的炭是用聚苯乙烯（用于泡沫塑料包装的塑料）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（或称PET）生产的，这种材料通常用于制造水和苏打水瓶以及其他许多产品。加利福尼亚州河滨市费尔蒙特公园的小河床上的塑料垃圾。资料来源：DavidDanelski/UCR的照片在这项研究之前，曾有过一次单独使用玉米秸秆来制作活性炭的成功尝试，用于过滤饮用水中的污染物。在早期的研究中，仅用玉米秸秆制成的木炭经氢氧化钾活化后，能够吸收测试水样中98%的污染物香兰素。在后续研究中，Abdul-Aziz和她的同事想知道由玉米秸秆和塑料结合制成的活性炭是否也能成为一种有效的水处理媒介。如果是这样，塑料废料可以被重新利用来清理水污染。但她说，由这种混合物制成的活性炭只吸收了测试水样中约45%的香兰素--使其对水的净化没有效果。她说："我们的理论是，在材料的表面可能还有一些残留的塑料，这阻止了表面上这些（香兰素）分子的一些吸收。"木炭和活性炭的制作过程尽管如此，通过结合塑料和植物生物质废物制造高孔隙率木炭的能力是一个重要的发现，正如发表在ACSOmega杂志上的论文《塑料和玉米秸秆共同分解产生木炭和活性炭的协同和拮抗作用》所详细描述的那样。主要作者是MarkGale，他曾是UCR的博士生，现在是HarveyMudd学院的讲师。UCR的本科生PeterNguyen是共同作者，Abdul-Aziz是通讯作者。"这可能是一种非常有用的生物炭，因为它是一种非常高的表面积材料，"Abdul-Aziz说。"因此，如果我们只是停留在木炭上，而不是让它在变成活性炭，我认为有很多有用的方法，我们可以利用它。"塑料本质上是一种固体形式的石油，它在环境中积累，在那里污染、纠缠、窒息并杀死不慎摄入的鱼、鸟和其他动物。塑料也会分解成微粒子，进入我们的身体，损害细胞或诱发炎症和免疫反应。不幸的是，回收旧塑料的成本比用石油制造新塑料的成本更高。阿卜杜勒-阿齐兹的实验室采取了一种不同的回收方法。它致力于将塑料和植物生物质废料等有害的废品通过升级改造成有价值的商品重新投入经济循环。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339135.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339135.htm