研究人员开发出鱼油基聚氨酯

聚氨酯是塑料的一种，几乎无处不在——包括鞋、衣服、冰箱和建筑材料。但这些用途广泛的材料也有一个重大的缺点。传统的聚氨酯从原油中提取，合成时有毒，而且分解缓慢，对环境并不友好。今天，研究人员讨论了设计一种他们所说的更安全、可生物降解的替代物，这种替代物来自于鱼的废物--鱼头、鱼骨、鱼皮和鱼肠，这些材料很可能会被丢弃。

研究人员将于今天在美国化学学会（ACS）春季会议上展示他们的成果。

该项目首席研究员Francesca Kerton博士表示，如果开发成功，一种基于鱼油的聚氨酯可以帮助满足对更可持续塑料的巨大需求。"重要的是，我们开始设计塑料时要有一个寿命终结计划，无论是化学降解，将材料变成二氧化碳和水，或者回收和重新利用。"

为了制造新材料，Kerton的团队从已经分解完毕的大西洋鲑鱼的遗体中提取油。"我觉得很有趣，我们如何能从人们随便扔掉的垃圾中，制造出有用的东西，甚至可以改变塑料的制造方式。"在会上介绍这项工作的研究生Mikhailey Wheeler说。Kerton和Wheeler都在加拿大纽芬兰纪念大学就读。

生产聚氨酯的传统方法存在一些环境和安全问题。它需要原油（一种不可再生的资源）和光气（一种无色和剧毒的气体）。合成过程中会产生异氰酸酯，这是一种强烈的呼吸道刺激物，而且最终产品不容易在环境中分解。有限的生物降解会释放出致癌化合物。与此同时，人们对更环保的替代品的需求也在不断增加。此前，还有人利用植物提取的油类开发了新的聚氨酯，以取代石油。然而，这些也有一个缺点。生产石油的作物，通常是大豆，需要土地，而这些土地本来是可以用来种植粮食的。

剩余的鱼让Kerton觉得是一个很有前途的替代品。鲑鱼养殖是纽芬兰沿海地区的主要产业，而她的大学就在那里。在鱼被加工后，剩下的部分通常被丢弃，但有时会从中提取油。Kerton和她的同事们开发了一种将这种鱼油转化为聚氨酯类聚合物的工艺。首先，他们以受控的方式将氧气加入到不饱和油中，形成环氧树脂，类似于环氧树脂中的分子。在将这些环氧化物与二氧化碳反应后，他们将生成的分子与含氮胺连接在一起，形成新材料。

但塑料会不会有腥味？"当我们开始使用鱼油的过程时，会有一种淡淡的鱼腥味，但随着我们通过步骤，这种气味就会消失。"Kerton说。

Kerton和她的团队在去年8月的一篇论文中描述了这种方法。从那时起，Wheeler一直在调整它。她最近将胺换成了氨基酸，这简化了相关的化学反应，取得了一些成功。而之前他们使用的胺必须从腰果壳中提取，而氨基酸已经存在于自然界中。Wheeler的初步结果表明，组氨酸和天冬酰胺可以通过连接聚合物的成分来填补胺的位置。

在其他实验中，他们已经开始研究一旦新材料的使用寿命结束，它可能可以非常容易分解。Wheeler把它的碎片浸泡在水中，为了加速一些碎片的降解，她加入了脂肪酶，一种能够分解像鱼油中的脂肪的酶。在显微镜下，她后来看到所有的样品上都有微生物生长，甚至那些一直在清水中的样品也有微生物生长，这是一个令人鼓舞的迹象，新材料可能很容易生物降解，惠勒说。

Kerton和Wheeler计划继续测试在合成中使用一种氨基酸的效果，并研究这种材料对微生物生长的适应性如何，从而加速其分解。他们还打算研究它的物理特性，看看它在实际应用中的额潜力如何，例如在包装或服装纤维中。