国产精品日日摸夜夜添夜夜添无码_亚洲国产成人精品无码区99_蜜桃秘做爰免费网站_国产一区二区不卡视频_精品人人槡人妻人人玩_色777狠狠狠综合伊人_日日夜夜嫩草_国产精品无码久久久_国产精品无码久久久久av_五月天堂婷婷爱_久草资免费资源_羞羞答答综合网_又湿又紧又爽视频免费软件_每日更新日韩精品_欧美精品18videosex性欧_橙人精品在线观看

  聚乳酸(PLA)被認(rèn)為是一種有前景的、生態(tài)友好的傳統(tǒng)石油基塑料替代品。然而，基于PLA的產(chǎn)品在自然環(huán)境中降解緩慢，通常超過(guò)2年以上。這就可能在PLA制品規(guī)�；褂煤髮�(dǎo)致大量PLA堆積。

  近期，南方科技大學(xué)孫大陟課題組利用人工培養(yǎng)的生物質(zhì)硅藻(DFs)來(lái)調(diào)控PLA的降解行為，結(jié)果表明，掩埋在自然土壤中，其降解時(shí)間從24個(gè)月縮短至3個(gè)月甚至更短。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真分析結(jié)果，提出了新的降解機(jī)制，為高分子材料的快速、可調(diào)控降解提供了新途徑。相關(guān)成果發(fā)表在《Composites Science and Technology》期刊上（Ultrafast Bulk Degradation of Polylactic Acid by Artificially Cultured Diatom Frustules, Compos. Sci. Technol. 2022, 223, 109410.）

  硅藻殼是由海洋養(yǎng)殖硅藻去油去脂后提純得到的多孔硅，與普通二氧化硅相比，DFs純度高，抗壓強(qiáng)度大，比表面積大，表面羥基數(shù)量多，可與PLA形成有效的氫鍵作用，提高界面相互作用力。

圖1 硅藻殼的制備及PLA/DFs 復(fù)合材料的制備

  研究表明，DFs改變了PLA的降解行為。在3個(gè)月的自然土壤中，純PLA樹(shù)脂通常經(jīng)歷surface erosion，降解速率很慢，力學(xué)性能和形貌幾乎未發(fā)生本質(zhì)變化。而PLA/DFs復(fù)合材料主要經(jīng)歷bulk erosion，在第四周之后，其力學(xué)性能迅速下降，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變成疏松多孔，且孔洞隨著降解進(jìn)行不斷變大，直到材料發(fā)生內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，材料性能失效。

圖2 PLA/DFs復(fù)合材料降解過(guò)程中力學(xué)性能變化和形貌變化

  降解行為的改變主要是由于DFs的誘導(dǎo)效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，在降解過(guò)程中，DFs周圍不斷生成了一些短微纖晶，這些纖維晶的生長(zhǎng)造成了內(nèi)部裂紋的發(fā)展。與宏觀施加外應(yīng)力造成裂紋擴(kuò)展相似，這些微纖晶尖端的應(yīng)力場(chǎng)很大，其裂紋強(qiáng)度因子遠(yuǎn)高于材料自身的斷裂韌性K_IC，因此，裂紋在DFs誘導(dǎo)下快速發(fā)展，相應(yīng)的水分子會(huì)快速進(jìn)入到裂紋尖端周圍，相應(yīng)的水解速率也大大提升。

圖3 應(yīng)力場(chǎng)與裂紋尖端強(qiáng)度因子分析

  綜上，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真分析結(jié)果都表明，DFs可以很好地調(diào)節(jié)PLA的降解行為。

  論文第一作者為南科大-哈工大聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生李濤，通訊作者為南方科技大學(xué)孫大陟副教授。該研究得到了廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目基金，深圳市兆凱生物實(shí)驗(yàn)室的支持。