从植物中回收聚合物的新途径
纤维素可以从植物生物质中大量获得，可以转化为用于制造新型可回收聚合物的分子，以可持续地替代一些塑料。
北海道大学的研究人员在利用植物材料制造可回收且稳定的塑料方面向前迈出了重要一步。这是减轻环境塑料污染负担的关键要求。他们开发了一种方便且通用的方法，可以用植物纤维素衍生的化学品制造各种聚合物;至关重要的是，这些聚合物可以完全回收利用。该方法发表在《ACS Macro Letters》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。它可以很容易地从植物废物中获得，例如秸秆和锯末，因此，将其用作聚合物制造的原料不应减少用于粮食生产的农业用地的可用性。纤维素是一种长链多糖聚合物，这意味着它由多个糖基团(特别是葡萄糖)通过化学键连接在一起组成。
为了制造新聚合物，北海道团队使用了两种市售小分子：左旋葡萄糖烯酮 (LGO) 和二氢左旋葡萄糖烯酮 (Cyrene)，它们由纤维素制成。他们开发了新颖的化学工艺，将 LGO 和昔兰尼转化为各种非天然多糖聚合物。改变聚合物的精确化学结构可以为一系列可能的应用生成不同的材料。
“我们最大的挑战是控制将较小单体分子连接在一起的聚合反应，并获得对于常见应用来说足够稳定的多糖材料，同时仍然能够在特定的化学条件下分解和回收，”助理教授冯李说，通讯作者。
李补充说，研究过程中最大的惊喜是他们制造的聚合物薄膜的高透明度，这对于这些聚合物似乎最适合的专业应用可能至关重要。 “由于这些材料非常坚硬，可能很难用作柔性塑料材料，例如塑料袋，因此我预计它们将更适合光学、电子和生物医学应用的高性能材料，” Toshifumi Satoh 教授说，另一位通讯作者补充道。
世界各地的其他研究小组也在探索从植物中制造塑料替代聚合物的潜力，并且一些此类“生物塑料”已经商业化，但佐藤的小组为这个快速发展的领域增加了一个重要的新机会。
该团队现在计划探索进一步的可能性，但可行的结构变化如此之多，以至于他们希望与计算化学、人工智能和自动合成领域的专家联手探索这些选择。
李总结道：“我们希望这项工作能够开发出多种有用的非天然多糖聚合物，成为生物质合成可持续闭环的一部分，并进行有效回收。”
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