Os plásticos petroquímicos trouxeram grandes progressos para as necessidades básicas da vida das pessoas e tem sido amplamente utilizado nos campos de eletrodomésticos, materiais de embalagem, instalações de construção, equipamentos médicos, etc. No entanto, a degradação de plásticos petroquímicos não pode ser abrandada ou mesmo degradada. O problema da poluição branca ecológica Jogue mais peso.
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Como desenvolver e aplicar um material biodegradável que pode substituir os plásticos petroquímicos tornou-se um hotspot de pesquisa de cientistas.
Os polihidroxialcanoatos (PHA), uma classe de plásticos biodegradáveis, destacam-se entre uma série de materiais biodegradáveis devido às suas propriedades excepcionais e vamos nos aproximar desses materiais.
Introdução
A PHA é um tipo de material bio-baseado sintetizado por microorganismos. É o produto das bactérias quando as condições de crescimento são desequilibradas. A função fisiológica da PHA é primeiro como fonte de carbono e substância de armazenamento de energia em bactérias. O cientista francês Lemoigne descobriu que, pela primeira vez em Bacillus megaterium, encontrou polímero natural de poli-3-hidroxibutirato (PHB)
A maior característica da PHA é que ela pode ser decomposta por microorganismos em quase todos os ambientes (compostagem, solo e água do mar) e espera-se que seja um material polimérico ecológico, prometendo esperança de resolver a "poluição branca".
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Método de síntese
Os métodos de síntese de polihidroxialcanoatos (PHA) biossíntese e síntese química de dois tipos.
Método biossintético
Síntese bacteriana: Diferentes microorganismos podem converter diferentes substratos de fermentação em PHA em condições adequadas.
Engenharia genética: Introdução das enzimas envolvidas na produção de PHB do gênero Alcaligenes que são bactérias eutróficas em plantas de óleo para obter plantas transgênicas e clonagem de PHB sintético das células ou plastides dessas plantas transgênicas. A abordagem de genes elimina o isolamento de PHB de bactérias no processo bacteriano Etapas de purificação, podem reduzir o custo da síntese.
Método de síntese química
Processo de polimerização de abertura de anel de beta-butirolactona de duas maneiras:
Caminho um: A ligação entre o grupo carbonilo e o átomo de oxigênio no anel de lactona está quebrada e o racemato é raro no produto.
Caminho dois: A ligação entre o átomo de carbono-p e o átomo de oxigênio no anel de lactona é cortada para produzir enantiomericamente
Efeito racêmico.
Categoria
PHA por causa do seu monómero é um ácido hidroxi hidroxi de tipo R quiral, o monómero pode ter uma variedade de cadeias laterais, uma variedade de comprimento de cadeia de carbono, de modo que a polimerização de PHA também é diversificada, existem mais de 100 diferentes únicos O corpo é relatado.
Dependendo do número de átomos de carbono no monómero de PHA, a PHA pode ser dividida em duas categorias:
Nos últimos dez anos, os PHAs compostos por dois ou mais monómeros chamaram muita atenção e, portanto, de acordo com os tipos de monómeros, pode-se dizer que os PHAs se enquadram em duas categorias.
Comparação de desempenho de PHA diferente
Áreas de aplicação
Como um novo material funcional, a PHA pode ser transformada em filme, garrafa e moldagem por injeção, também pode ser transformada em fibra, feita de tecido, de modo que pode ser amplamente utilizada em filme plástico, cirurgia ortopédica, produtos de higiene pessoal, liberação controlada de drogas, embalagens especiais, etc. No entanto, devido ao alto custo atual, é usado principalmente em campos biomédicos e cosméticos, como suturas cirúrgicas e sistemas de liberação de fármacos.
Produtos plásticos descartáveis feitos de PHA, os resíduos no ambiente ecológico são facilmente destruídos por muitos microorganismos como bactérias, fungos e algas em CO2 e H2O, não poluem o meio ambiente.
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Como a PHA possui boa biocompatibilidade, ela pode ser usada como transportadora para suturas cirúrgicas e sistemas de administração de fármacos em medicina, e as contas de cosméticos podem ser feitas na vida diária.
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A PHA pode ser usada como enxerto para tecidos animais e humanos, e seu stent feito em certos tecidos é implantado no corpo.
Pode ser feito em materiais esqueletos fixos, tais como unhas ósseas, hastes ósseas e similares em cirurgia ortopédica. Ele tem o efeito de reforço. A superfície áspera pode promover o crescimento de tecidos humanos. Os poros podem ser usados para infiltração e troca. Quando os novos tecidos crescem, o PHA Gradualmente, a degradação, a decomposição do produto pode ser absorvida pelo corpo, não causará reações adversas.
Tecido macio esquelético
Válvula cardíaca protética PHA
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PHA pode ser usado para produzir fibras e têxteis decomposíveis.
O uso de um método comum de fiação úmida pode ser feito em fibras, como a de gaze, a cicatrização de feridas tem um efeito excelente: a PHA como material, pode ser feita de luvas médicas, materiais de curativo, tampões, filmes médicos e outros materiais médicos.
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PHA é opticamente ativo e tem um carbono quiral em cada bloco de construção que pode ser usado para análise cromatográfica para separar isómeros ópticos.
PHA tem propriedades piezoelétricas, podem ser feitas de componentes piezoelétricos, sensores de pressão, ignição, instrumentos acústicos e osciladores, etc., mas também como transdutor, especialmente transdutores in vivo.
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Propriedades de barreira de gases PHA (CO2 e O2 só podem ser transmitidos lentamente), adequados para materiais de embalagem.
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