科研人員使用鹽3D打印可降解聚合物，除了環(huán)保還對醫(yī)療具有潛在優(yōu)勢

南極熊導讀：丟棄在環(huán)境中的廢舊包裝塑料，不僅影響市容和自然景觀，產生"視覺污染"，而且難以降解，對生態(tài)環(huán)境還會造成潛在危害。目前，3D打印技術不僅在可回收塑料技術上擁有一定的技術優(yōu)勢，并且，科研人員正在利用該技術開發(fā)可以替代塑料的新方法。

△廢棄塑料對環(huán)境造成的污染觸目驚心

2022年11月1日，南極熊獲悉，德克薩斯（A&M）大學的研究人員正在使用3D打印和鹽來制造環(huán)保聚合物，這些聚合物會隨著時間的推移而自然降解。

德克薩斯大學材料科學與工程系和化學系副教授Emily Pentzer博士，正在通過一種允許聚合物隨著時間的推移自然降解的工藝，使3D打印聚合物更加環(huán)保。該研究還獲得了來自德克薩斯A&M工程學院、工程實驗站、化學系和Kashmir大學科研人員們的共同支持。

△科研人員想要更環(huán)保的鹽來替代塑料

應對微塑料的污染
大多數(shù)商業(yè)合成聚合物，通常采用可在正常條件下不會分解的大分子組成。當留在環(huán)境中時，聚苯乙烯泡沫塑料杯或塑料容器等制成品會分解成肉眼看不到的小塊，但長聚合物分子會永遠存在。

Pentzer說：“這不僅僅是塑料瓶可能存在被隨意丟棄的問題，還有這些材料會分解成留在環(huán)境中的微塑料。我們并不完全了解微塑料的影響，但它們已被證明會攜帶疾病、重金屬和糞便細菌等有害物質�！�

△通過一鍋兩步策略合成了具有定制熱和機械性能的可降解CO 2基三嵌段聚碳酸酯。將NaCl顆粒分散在聚合物溶液中，可以配制和3D打印觸變油墨。隨后去除填料會產生多孔結構

鹽3D打印可降解聚合物
Pentzer說：“我們的目標是創(chuàng)造可持續(xù)的可降解聚合物結構，我們通過利用化學提供的微觀結構和3D打印提供的宏觀結構來做到這一點。”

為了制造可降解聚合物，Pentzer與德克薩斯化學系杰出教授Don Darensbourg博士合作，使用二氧化碳和食鹽來制造用于3D打印過程的墨水。打印后，用水清洗結構以溶解鹽并固化結構。雖然結構的外部看起來仍然很光滑，但該過程會產生數(shù)千個小孔，使化合物能夠以更快的速度降解。同時，聚合物主鏈上的烯烴側基可以通過紫外線誘導的硫醇-烯表面官能化和交聯(lián)進一步改性。

Pentzer解釋:“在適當?shù)臈l件下，我們創(chuàng)造的聚合物實際上會迅速降解，理想情況下，它們會分解成無毒的小分子。最重要的是，這些小分子不能攜帶重金屬或細菌等物質�！�

△該研究發(fā)表在《Angewandte Chemie 》雜志上，題目為“3D打印co2基三嵌段共聚物及打印后的改性”（傳送門）

潛在的應用前景
隨著研究的進展，Pentzer希望利用這一過程來制造包裝材料，這樣盒子和膠帶等物品就可以快速降解，而不是在未來幾年內被埋在垃圾填埋場。她還看到了3D打印聚合物在生物醫(yī)學領域的光明前景。

Pentzer說：“這些材料可用于各種生物醫(yī)學應用。像植入物支架這樣的東西會隨著時間的推移而降解，這樣你的身體就可以愈合，但你不會永遠擁有那塊塑料�！�

她接著解釋：“這有點像將科學與工程結合起來，共同努力，我們可以創(chuàng)造協(xié)同效應并取得更多成就�！�

通過該團隊的跨學科研究，他們正在尋求一個可能對環(huán)境、人類健康、生物醫(yī)學和人類生存的各個方面，可能產生深遠影響的解決方案。