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改變世界的五種材料包裝業(yè)占兩席

2015-03-17 09:43 來源：環(huán)球科學-科學美國人責編：江佳

摘要：: 1939-40年的紐約世博會，人們第一次見識了世界上第一種全部由人工合成的纖維——尼龍。時至今日，尼龍仍然被廣泛應用于纖維織物、家居裝飾用品、體育用品、樂器的弦和汽車零部件中。這里我們將介紹塑造全新未來的五類聚合物：

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【CPP114】訊：1939-40年的紐約世博會，人們第一次見識了世界上第一種全部由人工合成的纖維——尼龍。尼龍是由杜邦公司的科研機構于1935年研制成功，在世博會上作為新的針織類產品面市。“全部由諸如煤炭、水和空氣這類常用原材料制成”的細絲，卻有如鋼鐵般的力量。時至今日，尼龍仍然被廣泛應用于纖維織物、家居裝飾用品、體育用品、樂器的弦和汽車零部件中。

這里我們將介紹塑造全新未來的五類聚合物：

1.生物塑料（Bioplastics）

眾所周知，不能被降解的塑料是一種常見的環(huán)境污染來源。更糟糕的是，這些我們稱之為單體的塑料的構件，來自不能再生的遠古的原油。

感謝在生產過程中使用的酶和催化劑，它們使得這種情況開始發(fā)生改變。未來極有可能將諸如沼氣等可再生能源轉化為制造塑料和合成橡膠的主要構件。

由于保存了化石原料，這些材料將變得可持續(xù)，但這只是解決了部分問題。除非它們也能夠被生物降解，否則，對于環(huán)境來說它們仍然是一個問題。

2.塑料復合材料/納米復合材料（Plastic Composites/Nanocomposites）

塑料復合材料是由不同纖維構成的更加堅固或有彈性的塑料。舉個例子，你在聚合物中鑲嵌一些碳纖維來增加強度，可以制造出一種用于現(xiàn)代節(jié)能型交通工具的輕質材料。

這類纖維增強塑料（fibre-reinforced plastics）的使用正在快速發(fā)展，特別是在航空航天工業(yè)（波音787和空客A360都有50%的復合材料）。如果不是由于成本過高，這些材料將被用于所有的運輸工具。

最新出現(xiàn)的納米復合材料，用微粒子代替了其他包括了石墨烯在內的物質來加強塑料。這種新材料用途潛力無窮，從風力渦輪葉片上輕量傳感器到電量更足的電池，再到植入人體的用于加速骨折恢復的支架。

如果我們成功地將納米復合材料在嚴密控制的工作條件下加工生產，將是令人心潮澎湃的一件事情。如果我們觀察自然材料例如木材的結構，你會發(fā)現(xiàn)它們驚人得復雜。相比之下，我們現(xiàn)有的復合材料和納米材料是那么得不成熟。