研究人员使用造纸业的副产品——木质素,制造了一种耐用的生物泡沫。另外,使用植物油固化剂,使最终材料具有弹性和韧性。这项创新的核心在于能够制造一种“凝胶”体系。这些材料彼此兼容,而且可以迅速形成凝胶。通过添加发泡剂,就可以产生与聚氨酯泡沫相关的轻质结构。
木质素的结构复杂且不均匀,难以转化为可用的化学物质。研究人员利用这种结构创建了化学键网络(a network of bonds),据称是世界上第一种基于木质素的非异氰酸酯泡沫。这种泡沫还可以回收利用,因为具有化学键,可以在形成化学网状物后将其拉开。用于生产泡沫的主要成分,可以被提取并再次利用。
聚氨酯泡沫是世界上第六大产量塑料,也是回收率最低的材料之一。为了满足耐用性需求,这类材料可在环境中保留数代时间之久,从而加剧了世界海洋、陆地和空气中的塑料污染问题。研究人员表示,这种纯生物基来源的泡沫,解决了碳中和问题,而且可以通过回收赋予废弃物附加价值。研究人员希望,受这些泡沫的启发,其他人可以在设计塑料时考虑到整个生命周期,尽量避免产生废弃物。
研究人员表示,其开发的初始版本生物基泡沫是一种刚性材料,适合建筑用泡沫芯板或冰箱隔热材料。另外,还开发了一种轻巧灵活的版本,可用于缓冲和包装应用。初步测试显示,这些材料在潮湿条件下具有良好的耐用性,有望投入商用。
聚氨酯泡沫的用途广泛。研究人员致力于将最初发现的配方转化为前体库。这些前体可以混合以产生所需的特性(如强度和耐洗性),从而满足不同的应用。