韩国研究人员开发了一种可在海洋中降解的新型聚合物，强度与尼龙相当

韩国研究人员开发出一种材料，有望彻底解决合成纺织品和渔具造成的海洋污染。

这种新型聚合物在海洋环境中仅需一年时间即可降解92%以上，同时保持与传统尼龙相当的强度。这项创新技术已发表在《先进材料》上，它为解决海洋中长期存在的塑料垃圾问题提供了切实的解决方案，且无需牺牲性能或建造全新的生产基础设施。

解决海洋塑料困境

服装和渔网等尼龙制品是海洋污染的罪魁祸首，它们会在海洋环境中存留数十年。虽然存在可生物降解的替代品，但这些替代品的耐久性和耐热性通常较差，因此在许多实际应用中并不实用。

由Hyun-Yeol Jeon博士和Hyo-Jeong Kim博士领导的韩国化学技术研究所（KRICT）研究团队，研发出一种聚酯酰胺 (PEA) 聚合物，解决了这些局限性。他们将酯键的生物降解性与尼龙中提供强度的酰胺键结合在一起。

该研究的高级研究员兼共同第一作者Sungbae Park博士解释说：“这种材料克服了传统可生物降解塑料的局限性，同时具备尼龙级别的性能。”

强度与可持续性的结合

这种聚合物的与众不同之处不仅在于其生物降解性，还在于其卓越的机械性能。该材料的性能可与传统尼龙媲美，甚至在某些测试中超越了传统尼龙：

● 拉伸强度高达110MPa，超越尼龙6和 PET

● 单根纤维束能够提起10公斤的物体而不断裂

● 耐热性使织物能够承受150℃的熨烫

● 一年内在海洋环境中的降解率为92.1%（相比之下，PLA为0.1%，PBS为35.9%，PBAT为21.1%）

● 碳足迹仅为传统尼龙生产的三分之一

这种性能与环境效益的平衡，使该聚合物适用于现有可生物降解材料无法胜任的应用，包括渔网、服装和食品包装。

生产工艺创新

该研究的一项关键突破是开发了一种两步熔融聚合工艺，无需使用传统生产此类材料所需的有毒有机溶剂。这使得生产过程更加安全环保。

对于商业应用而言，该工艺与现有的聚酯生产设施兼容。只需进行少量改造，现有的工业基础设施即可开始生产这种可生物降解的替代品，从而消除了广泛应用的重大障碍。

该团队已在一个10升的反应器中演示了高达4公斤的工业规模生产，这表明该材料已准备好进行更大规模的商业应用。

升级循环方法减少碳排放

除了性能和可降解性之外，研究人员还将可持续性融入到其聚合物的每一个基础成分中。他们利用从蓖麻油（一种不会与粮食生产竞争的非食用作物）中提取的长链二羧酸和从回收的尼龙6废料中回收的己内酰胺衍生物合成了这种材料。

这种升级循环方法显著降低了材料的碳足迹，将排放量从传统尼龙的8-11千克二氧化碳当量/千克降至新型聚合物的2.3-2.6千克二氧化碳当量/千克。