MIT新工艺造出易降解新塑料

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【新唐人北京时间2019年11月08日讯】麻省理工学院(MIT)的化学家发明了一种聚合工艺,使生成的塑料在人体和自然界环境中都比较容易降解。研究人员首要考虑将此工艺用于人类服用的药物或显影剂,减少塑料在人体内的聚集,并在将来用于塑料化工业。

目前广泛采用降冰片烯(norbornene)作为基础材料,结合开环移位聚合(ROMP)的化学反应过程制造聚合物。降冰片烯具有容易打开的环状结构,可以把药物、显影剂等分子加入后形成最终的聚合物。这种技术可以把多种癌症药物组合在一起一次性递送,也可以制造核磁共振(MRI)成像所需的显影剂。

这份研究的主要作者、MIT的化学家约翰逊(Jeremiah Johnson)说,这种化学反应一个很大的问题是,生成的聚合物为碳碳键结构,十分坚固,在人体和自然环境中都难以降解

他们尝试了一些办法解决这个难题,包括使用直径只有10纳米的小分子作为基础材料,让生成的聚合物更容易被从体内清除;或采用其它材料进行聚合,但是聚合的效果不如降冰片烯,而且难以与药物和其它分子绑定。

研究者们从另一个研究从聚合物中释放药物的项目中得到启发。这个项目使用的甲硅烷基醚(silyl ether)材料也具有环状结构,也可以像降冰片烯一样进行开环移位聚合反应,但是聚合得到的是氧-硅-氧键,比较容易被降解。

研究人员将甲硅烷基醚与降冰片烯简单的用1:1的配比作为新的基础材料,聚合反应得到与之前类似的聚合物,而这种聚合物在弱酸性环境下(约pH6.5)即可分解。

在老鼠实验中,第一和第二个星期内老鼠体内两种聚合物的浓度差不多。但是之后,新聚合物开始快速分解。过了第六周,老鼠体内的新聚合物的浓度只有原聚合物的三分之一到四分之一。降解的程度取决于研究人员使用的新聚合物的化学成分。

约翰逊说:“这种技术的前景令人兴奋,它可以精确控制以ROMP制造的聚合物在生物体内降解的程度,我们认为这可以实现控制药物在体内分布、药物释放等很多功能。”

研究人员也开始研究将新材料加入工业树脂,比如塑料或黏合剂。他们认为这是成本低且可行的方案,已在寻求商务合作机会生产新一代可降解材料。

──转自《大纪元》

(责任编辑:叶萍)

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