蛋殼多孔、質(zhì)輕，并且由易降解的天然化合物碳酸鈣構(gòu)成。平常不起眼的蛋殼，在研究團隊的眼中卻是寶貝，經(jīng)一系列研究，蛋殼納米顆粒應(yīng)運而生，而由此受益的則是塑料行業(yè)。
普通包裝材料的使用給環(huán)境帶來威脅，而可降解的生物塑料卻又韌性不夠，這一難題遲遲得不到解決。Tuskegee大學(xué)的Rangar研究團隊別出心裁，采用蛋殼納米顆粒增韌生物塑料，小小蛋殼真正讓生物塑料變身成理想包裝材料。
蛋殼是一種奇特的材料，其頂端強度很大，但是它容易從中間開裂。一旦蛋殼開裂，我們就會毫不猶豫的摒棄它。而科學(xué)報告指出將細小的蛋殼碎片加入到生物塑料中，就能制造出首個可彎曲但不易斷裂的生物降解的包裝材料。在第251屆美國化學(xué)會國際博覽會上研究人員就其成果進行了匯報。
Vijaya K. Rangari博士這樣說道：“我們正著力于將蛋殼分解成很小的組分，然后將其加入到我們生產(chǎn)的的生物塑料中。這些納米尺寸的蛋殼碎片會增加材料的強度，使其易于在市場流通。我們相信以上優(yōu)點以及其生物可降解性都將使蛋殼生物塑料成為的一種非常有吸引力的包裝材料。”
在世界范圍內(nèi)生產(chǎn)商每年生產(chǎn)大約3億噸塑料。幾乎99%是以原油等化石燃料作為原料。這些石油基塑料一旦被丟棄，在幾百年內(nèi)也無法被降解。如果將其焚燒，則會向環(huán)境中釋放引起溫室效應(yīng)的二氧化碳。
一些生產(chǎn)商正在生產(chǎn)一種在土壤中易降解的生物塑料。這種塑料來源于玉米淀粉、紅薯以及其他可再生的植物資源?？墒巧鲜錾a(chǎn)原料的強度和韌性大都不足以在包裝工業(yè)使用。因此，石油基材料依然統(tǒng)治市場，尤其是在供應(yīng)無數(shù)塑料袋的雜貨店和零售店。
為了尋找解決方法，Tuskegee大學(xué)的Rangari和Boniface Tiimob及其同事使用多種高分子進行了研究。最終，他們找到一種含70%PBAT(聚己二酸/對苯二甲酸丁二酯)和30%PLA(聚乳酸)的混合物(PBAT是一種石油聚合物，PLA來源于玉米淀粉)。與其他石油基塑料不同，經(jīng)過設(shè)計，PBAT在土壤中三個月就可以開始降解。
盡管這種混合物有許多研究人員一直苦苦尋求的特性，但是他們?nèi)韵Ｍ苓M一步增強材料的韌性，因此，蛋殼納米顆粒應(yīng)運而生。他們之所以選擇蛋殼是因為它多孔、質(zhì)輕，并且由易降解的天然化合物碳酸鈣構(gòu)成。
通過將潔凈的蛋殼于聚丙二醇中碾碎，再超聲處理，研究人員獲得了尺寸為頭發(fā)直徑的350,000分之一大小的蛋殼納米顆粒。隨后他們將這些小顆粒加入上述PBAT 和PLA混合物中，然后發(fā)現(xiàn)添加有蛋殼碎片的生物塑料其韌性是普通生物塑料的7倍。他們表示這樣柔韌的材料才是零售店、雜貨店和食物容器的理想包裝材料。
除了生物塑料，Rangari團隊正從事使用蛋殼納米顆粒加快傷口愈合、骨再生和藥物輸送的研究工作。
