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科学家们开发出基于植物的环保型聚苯乙烯泡沫塑料替代品

研究人员开发出一种植物基材料，其绝缘性能比聚苯乙烯泡沫塑料更好，并且可以在不改变形状的情况下支撑自身重量的200倍。聚苯乙烯泡沫塑料是一种广泛使用的建筑材料，由有毒成分制成，制造时需要石油，燃烧时会污染环境。

图片来源：华盛顿州立大学 图片来源：华盛顿州立大学

一段时间以来，华盛顿州立大学的Amir Ameli和Xiao Zhang一直在研究一种更环保的聚苯乙烯泡沫替代品，这种泡沫以Styrofoam品牌广为人知okmart.com。经过多次试验和错误后，研究人员决定采用一种主要由纤维素纳米晶体制成的泡沫，该泡沫在制造过程中使用水作为溶剂而不是有害溶剂。

这不是第一次有人用植物性物质制造类似发泡胶的材料。然而，之前的版本并不像泡沫聚苯乙烯那样可靠，因为它们缺乏强度，绝缘能力以及对温度和湿度的适应性。

这种新材料由木浆中约75％的纤维素纳米晶体制成，与木质纤维素结合，聚乙烯醇是一种与纳米纤维素晶体结合的聚合物，使泡沫更具弹性。纤维素晶体本身是使用酸水解制备的，酸水解是一种化学过程，涉及切割化学键的无毒酸。

所得材料具有均匀的蜂窝结构，使其成为优异的绝缘体。它非常轻便，能够在不改变其形状的情况下支撑自身重量的200倍。燃烧时，不会产生有毒和污染的灰烬。

“我们使用一种简单的方法制造基于纳米晶体纤维素的高性能复合泡沫，具有绝热性能和机械性能的完美结合，”Ameli说。“我们的研究结果证明了可再生材料（如纳米纤维素）在高性能隔热材料方面的潜力，这些材料有助于节约能源，减少石油基材料的使用，并减少对环境的不利影响。”

在未来，研究人员希望扩大其制造工艺，使其具有商业可行性。希望，这个有希望的材料从实验室转移到现实世界不会花太长时间。

“这是纳米晶纤维素作为重要工业材料潜力的基本证明，”张说。“这种有前景的材料具有许多理想的性能，并且能够通过这种工程方法首次将这些性能转移到大规模生产非常令人兴奋。”

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