plásticos de origen petroquímico traer a las necesidades básicas de la población enorme progreso, son ampliamente utilizados en aparatos electrodomésticos, materiales de embalaje, la construcción de instalaciones, equipos médicos, etc. Sin embargo un problema de degradación de plástico petroquímico no puede ni siquiera degradación lenta, ecológico 'blanco contaminación' más Juega más peso.
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Cómo desarrollar y aplicar un material biodegradable que pueda reemplazar a los plásticos petroquímicos se ha convertido en un punto de investigación científica.
Los polihidroxialcanoatos (PHA), una clase de plásticos biodegradables, se destacan entre una gran cantidad de materiales biodegradables debido a sus excelentes propiedades, y vamos a acercarnos a estos materiales.
Introducción
La PHA es un tipo de materiales biológicos sintetizados por microorganismos. Es el producto de bacterias cuando las condiciones de crecimiento no están equilibradas. La función fisiológica de la PHA es primero como la fuente de carbono y la sustancia de almacenamiento de energía en las bacterias. El científico francés Lemoigne descubrió que, por primera vez en Bacillus megaterium, encontró el polímero natural Poly-3-hydroxybutyrate (PHB)
La característica más importante de la PHA es que puede descomponerse por microorganismos en casi cualquier entorno (compost, suelo y agua de mar) y se espera que sea un material polimérico respetuoso con el medio ambiente, con la promesa de resolver el problema de la 'contaminación blanca'.
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Método de síntesis
Biosíntesis de métodos de síntesis de polihidroxialcanoatos (PHA) y síntesis química de dos tipos.
Método Biosintético
Síntesis bacteriana Diferentes microorganismos pueden convertir diferentes sustratos de fermentación a PHA en condiciones adecuadas.
Ingeniería genética: El Alcaligenes PHB síntesis género de bacterias eutróficos enzimas que introducen plantas oleaginosas, las plantas transgénicas se obtienen, PHB sintetizado clonado a partir de las células o plástidos de plantas transgénicas. Genes eliminando la necesidad de bacterias PHB aislado y bacterias Los pasos de purificación pueden reducir el costo de la síntesis.
Método de síntesis química
Proceso de polimerización de apertura de anillo beta-butirolactona de dos maneras:
Camino uno: El enlace entre el grupo carbonilo y el átomo de oxígeno en el anillo de lactona se rompe y el racemato es raro en el producto.
Manera dos: El enlace entre el átomo de carbono β y el átomo de oxígeno en el anillo de lactona se escinde para producir enantioméricamente
Efecto racémico
Categoría
PHA debido a su monómero es un hidroxi ácidos tipo R quirales, el monómero puede tener una variedad de cadenas laterales, una variedad de cadena de carbono de longitud, por lo que la polimerización de PHA también es diversa, hay más de 100 diferentes Cuerpo es reportado
Dependiendo de la cantidad de átomos de carbono en el monómero de PHA, la PHA se puede dividir en dos categorías:
En los últimos diez años, los PHA compuestos por dos o más monómeros han llamado mucho la atención, y por lo tanto, de acuerdo con los tipos de monómeros, se puede decir que los PHA se dividen en dos categorías.
Diferente comparación de rendimiento PHA
Áreas de aplicación
Como un nuevo material funcional, el PHA puede ser hecho en una película, botellas y piezas moldeadas por inyección, se pueden hilar en fibras, tejidos hechos, se puede aplicar ampliamente a la película, ortopédicos, artículos de higiene personal, la liberación controlada de fármacos, un embalaje especial Sin embargo, debido al alto costo actual, se usa principalmente en campos biomédicos y cosméticos, como suturas quirúrgicas y sistemas de liberación de fármacos.
PHA hecha de productos de plástico desechables, que los residuos pueden ser fácilmente muchos microorganismos tales como bacterias, hongos y algas en el medio ambiente de descomposición para CO2 y H2O, no contamina el medio ambiente.
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Debido a que la PHA tiene una buena biocompatibilidad, se puede usar como un vehículo para suturas quirúrgicas y sistemas de suministro de medicamentos en medicina, y se pueden fabricar perlas cosméticas en la vida diaria.
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La PHA puede usarse como un injerto para tejidos humanos y animales, y su stent en ciertos tejidos se implanta en el cuerpo.
Clavijas puede estar hecho de la cirugía ortopédica, varillas de fijación ósea, y otros materiales de refuerzo, que tiene una acción mejorada, una superficie rugosa puede promover el crecimiento de tejido humano, para el que la porosidad y la permeabilidad con el intercambio, cuando el nuevo tejido crecido, el PHA Poco a poco la degradación, la descomposición del producto puede ser absorbida por el cuerpo, no causará reacciones adversas.
Tejido blando esquelético
Válvula cardíaca protésica PHA
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PHA puede usarse para hacer fibras y textiles descomponibles.
El uso de un proceso de hilado en húmedo convencional puede estar hecho en forma de fibras, tales como gasa, tiene un excelente efecto de cicatrización de herida ;. En PHA es material que puede ser hecha de guantes médicos, materiales de decoración, tampones, películas médicas y otros suministros médicos.
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La PHA es ópticamente activa y tiene un carbono quiral en cada componente básico que se puede utilizar para el análisis cromatográfico para separar los isómeros ópticos.
PHA que tiene la piezoelectricidad, un elemento piezoeléctrico puede ser hecho, un sensor de presión, ignición, instrumentos acústicos y los generadores de oscilación, también pueden servir como los elementos transductores, en particular in vivo transductor.
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Propiedades de barrera de gas PHA (CO2 y O2 solo pueden transmitirse lentamente), adecuados para materiales de embalaje.
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