这台机器织出的衣服以明胶为基础 使用后可溶解

这台机器织出的衣服以明胶为基础使用后可溶解科罗拉多大学博尔德分校阿特拉斯研究所（ATLASInstitute）的团队用明胶制成了可生物降解的纤维，这种纤维可以用一台小型DIY机器纺成布料。穿完衣服后，只需将其浸入热水中，纤维就会在一小时或更短时间内溶解，变回明胶液体，然后可以重新纺成新线，制成新衣服。明胶常见于猪和牛等动物的骨头和蹄子中。如果这种材料不符合果冻等消耗品的要求，肉类生产商就会将其大量丢弃，而且往往没有意识到它还有其他用途的潜力。该解决方案可以解决大量纺织品垃圾问题。根据美国环境保护署的统计，仅在2018年，就有超过1100万吨的纺织品被填埋，占当年城市固体废物总量的近8%。能够溶解和回收旧衣服可以从根本上减少这一数字。这项创新的关键在于该团队开发的明胶纤维纺丝机，其成本仅为560美元，采用模块化部件。它使用注射器加热明胶混合物，然后通过喷嘴挤出，辊子将液体拉伸成细长的纤维，就像蜘蛛织网一样。设计师甚至可以添加天然染料、水果提取物和其他添加剂，定制弹性、强度和颜色等特性。由此产生的生物纤维具有类似亚麻的手感，可以织成模仿牛仔布和亚麻布等普通纺织品的织物。这种纤维的化学成分还可以进行改良，使其具有更强的韧性，不会简单地溶解在雨水或洗衣机中。例如，研究小组还探索了用蟹壳和藻类等其他天然材料纺线。如果服装回收过程变得像把衬衫丢进热水中重新纺丝一样简单，那么我们也许最终能够结束快速时尚的浪费循环。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435507.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435507.htm

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品

研究人员首次实现用纯木材料3D打印物品首先，在3D打印介质中使用木材并不是一个新想法。我们以前还看到过用从木材中提取的纤维素打印出的木质物品，以及用锯末与生物环氧树脂混合制成的3D打印吉他。麻省理工学院的科学家甚至正在开发一种方法，将实验室培养的木材培育成预定的三维形状。然而，休斯顿莱斯大学的研究人员声称，他们是第一批用完全由木材天然成分组成的材料3D打印出真正木制物品的人。除了水之外，粘稠的墨水还包括纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体和木质素--后者是一种有机聚合物，构成了包括树木在内的植物的大部分支撑组织。纤维素和木质素都可以从林业、建筑业和消费品行业产生的木材废料中获取。木墨是通过一种称为直接墨水写入（DIW）的3D打印工艺来连续分层构建物体的。这与常用的熔融沉积建模（FDM）技术类似，熔融材料从喷嘴中挤出，冷却后硬化。在DIW技术中，材料不是冷却，而是通过烧结工艺变成固体形式。对于木质油墨来说，烧结过程包括在-85ºC(-121ºF)温度下冷冻干燥印刷物体48小时，然后在180ºC(356ºF)温度下加热20至30分钟。加热步骤将木质素转化为一种"分子胶"，将纤维素纤维和晶体结合在一起。部分3D打印木制品，包括一张小桌子和一把小椅子据报道，用这种材料打印出来的小物件在外观、结构、质地、热稳定性甚至气味方面都与天然木材十分相似。它们在机械强度上也比天然轻木更强，天然轻木在研究中被用作基线。还有一个额外的好处，就是它们在废弃后可以生物降解。但更重要的是，用油墨打印物品时，只使用打印该物品所需的油墨量。相比之下，用天然木块雕刻或碾磨物品时，去掉的所有木料都会被浪费掉。首席科学家穆罕默德-拉赫曼（MuhammadRahman）副教授说："直接利用自身天然成分创建木结构的能力为更加环保和创新的未来奠定了基础。它预示着一个可持续3D打印木结构的新时代。"科学家们承认，该过程中的冷冻干燥和加热步骤需要大量能源，因此他们正在探索替代方法。他们的研究论文最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424440.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424440.htm

rePro皮革回收技术可为旧皮革带来绿色新生

rePro皮革回收技术可为旧皮革带来绿色新生首先，将消费后的皮革制品彻底粉碎，将皮革分解成胶原纤维（胶原蛋白是皮革的主要成分）。然后，将生产皮革制品时使用的有毒游离铬转化为可溶性盐，从纤维中去除游离铬。然后，在温和的条件下将纯化后的纤维与未指定的糖和/或蛋白质混合，再将胶状混合物铺成薄片状。随着混合物的干燥和固化，另一种被称为蛋白质纤维骨架的薄片被铺在混合物上--在此过程中，纤维素纤维相互连接。据称，最终产品具有新皮革的外观、手感和结构，同时具有足够的强度，可用于同类产品。据报道，与使用合成粘合剂制成的传统粘合皮革不同，这种材料可以被分解和回收利用，如果被丢弃，还可以在环境中进行生物降解。这种材料据称在一定程度上具有真皮的外观和触感。希望这项技术能得到进一步开发，它将既能减少浪费，又能最大限度地减少通过屠宰牛来获取原生皮革的需要。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389405.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389405.htm

受生物启发的变色材料可让受损货物自行发出警告

受生物启发的变色材料可让受损货物自行发出警告新型传感器由瑞士Empa研究所的科学家开发，由GustavNyström博士领导。该技术的核心是一种被称为羟丙基纤维素（HPC）的物质，它已经被用作药品和食品等活性成分的载体。HPC与水混合时形成液晶。由于这些晶体的微观结构，它们只反射可见光光谱的某些波长，导致它们在被人眼看到时显示为这些颜色，外表鲜艳的蝴蝶翅膀自然也利用了同样的原理。只需改变液晶的温度，就有可能改变其"结构颜色"。考虑到这一事实，Empa的科学家在HPC/水的混合物中加入了少量的碳纳米管，提高了其导电性。因此，当对该材料施加电压时，其温度上升，晶体相应地改变颜色。科学家们制作的变色数字显示装置的两张图片在通过添加纤维素纳米纤维使可生物降解的混合物"膨胀"后，有可能在不改变其结构颜色或导电性的情况下对该材料进行3D打印。迄今为止，科学家们已经利用该技术生产了一个七段式数字显示器，以及一个应变传感器，该传感器会根据机械变形产生的压电电流而改变颜色。"我们的实验室已经开发了基于纤维素的不同一次性电子元件，如电池和传感器，"该研究的共同作者XavierAeby说。"这是我们第一次能够开发出基于纤维素的显示器"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369045.htm

细菌纤维素可被用于制造新型可食用包装材料

细菌纤维素可被用于制造新型可食用包装材料塑料可能需要50到200年才能分解，具体取决于塑料的原料。几十年来，石油基塑料在包装中的使用导致了严重的污染，从而推动了开发更环保和可持续的包装材料。生物衍生聚合物提供了一种“绿色化”一次性包装的方法。其中一种细菌纤维素（BC）引起了研究人员的特别兴趣。BC是由细菌合成的超细纤维素纳米纤维网络，具有比植物纤维素更高的保水能力、更高的拉伸强度、质地明显柔软、纤维含量高等性能。现在，香港中文大学的研究人员利用BC创造了一种新型复合一次性包装材料，该材料不仅环保，而且还可以食用。该研究的通讯作者ToNgai表示：“人们对BC进行了广泛的研究，包括其在智能包装、智能薄膜以及通过混合、涂层和其他技术创建的功能化材料中的应用。”“这些研究证明了BC作为一次性塑料包装材料替代品的潜力，使其成为我们研究的合理起点。”作为该材料的基础，研究人员使用了Komagataeibacterxylinus细菌分泌的纤维素，该细菌是一种知名的可持续、无毒BC生产者。与植物纤维素不同，纤维素是通过发酵过程生产的，这意味着不需要砍伐树木或农作物，也不会破坏栖息地。顺便说一句，Komagataeibacter细菌经常被发酵来制作传统的茶饮料康普茶（红茶菌）。然后，研究人员将从大豆中分离出的大豆蛋白嵌入到纤维素结构中，并用海藻酸钙制成的耐油复合材料对其进行涂覆，总而言之，这是一个相对简单的过程。“它不需要化学反应等特定的反应条件，而是需要简单实用的混合和涂覆方法，”Ngai说。经过测试，他们发现这种新型材料透明、耐油、对人体细胞无毒，并在一到两个月内完全生物降解。他们发现，与低密度聚乙烯塑料相比，该材料作为一次性袋子来存放零食、糖果、街头食品、面包或类似食品的性能相当。用这种材料制成的吸管的强度足以刺穿市售珍珠奶茶的塑料膜，并且在水中浸泡24小时后仍能保持其完整性。Ngai表示：“这种方法为应对开发可持续和环保包装的挑战提供了一个有前景的解决方案，可以大规模替代一次性塑料。”最重要的是，该材料的成分意味着人类和动物可以安全食用。海龟和其他海洋动物可以安全食用，不会对海洋造成水生毒性。研究人员计划继续研究他们的新型包装材料，增强其多功能性并解决使用BC的缺点之一，即其热塑性或在高温下成型并在冷却时固化的能力。“细菌纤维素的主要挑战之一是它们不是热塑性的，这限制了它们在某些应用中的使用潜力，”Ngai说。“通过解决这个问题，我们希望使细菌纤维素薄膜比传统塑料更具竞争力，同时保持其生态友好性。这项研究提醒我们，天然原材料已经具备必要的特性，可以超越塑料包装的功能。”该研究发表在《化学工业协会》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368219.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368219.htm

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物

环保技术新突破：科学家利用植物纤维素制成新型聚合物科学家们设计出了一种利用纤维素生产可回收且稳定的聚合物的方法，为传统塑料提供了一种可持续的替代品。这一研究成果为生产环保材料提供了新的可能性。上图为本研究开发的新型可回收聚合物制成的透明薄膜。资料来源：FengLi他们开发出了一种方便、多用途的方法，利用从植物纤维素中提取的化学物质制造各种聚合物；最重要的是，这些聚合物可以完全回收利用。该方法发表在《ACSMacroLetters》杂志上。纤维素是植物生物质中最丰富的成分之一，是所有植物细胞周围坚韧细胞壁的关键部分。纤维素很容易从稻草和锯末等植物废料中获取，因此，将纤维素用作聚合物生产的原料不会减少用于粮食生产的农业用地。纤维素是一种长链多糖聚合物，即由多个糖基（特别是葡萄糖）通过化学键连接而成。为了制造新型聚合物，北海道研究小组使用了两种市售的小分子，即由纤维素制成的左旋葡糖烯酮（LGO）和二氢左旋葡糖烯酮（Cyrene）。他们开发了新颖的化学工艺，将LGO和Cyrene转化为各种非天然多糖聚合物。通过改变聚合物的精确化学结构，可以生成不同的材料，用于各种可能的应用。"我们面临的最大挑战是控制将较小单体分子连接在一起的聚合反应，以及获得对普通应用足够稳定的多糖材料，同时还能在特定化学条件下被分解和回收。"左起研究小组的佐藤俊文、水上雄太、李锋和矶野拓也。图片来源：李锋李补充说，研究过程中最大的惊喜是他们制作的聚合物薄膜具有很高的透明度，这对于这些聚合物似乎最适合的专业应用来说可能至关重要。另一位通讯作者ToshifumiSatoh教授补充说：由于这些材料相当坚硬，可能难以用作塑料袋等柔性塑料材料，因此我认为它们更适合用作光学、电子和生物医学应用领域的高性能材料。世界各地的其他研究小组也在探索用植物制造塑料替代聚合物的潜力，其中一些"生物塑料"已经可以在市场上买到，但佐藤的研究小组为这一快速发展的领域增添了一个重要的新机会。研究小组现在计划探索更多的可能性，但可行的结构变化非常多，因此他们希望与计算化学、人工智能和自动合成方面的专家联手探索这些选择。"我们希望这项工作能开发出多种有用的非天然多糖聚合物，使其成为从生物质到高效回收的可持续合成闭环的一部分。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424673.htm