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日常生活中如果沒有塑料聚氨酯，我們的生活就會沒有那么柔軟、沒有那么溫暖，休閑服可能不那么透氣、運動鞋鞋墊可能無法提供足弓支撐、家具中的木料紋理可能也不會流行起來。塑料聚氨酯的應用范圍可以從可噴泡沫劑到粘合劑再到合成服裝纖維，已經成為21世紀的主要產品，為日常生活的許多方面帶來了便利性、舒適性，甚至美麗。

聚氨酯英文名稱是polyurethane，它是一種高分子材料。 聚氨酯是一種新興的有機高分子材料，被 譽為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被 廣泛應用于國民經濟眾多領域。

聚氨酯具多功能性，主要由石油的副產品制成，可用于制成多種產品。現在，全球每年生產的聚氨酯超過1600萬噸。不過，現在的生產方式大多依賴有毒的化學物質和不可再生的石油。據外媒報道，美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究人員表示，希望可以研發一種具有傳統聚苯乙烯所有有用特性的新型塑料，同時又不造成昂貴的環境副作用。

研究人員利用一種無毒資源（如亞麻籽油、廢油脂甚至藻類）的新化學物質，研發出一種突破性方法，可以生產不含有毒前體的可再生聚氨酯。此外，該研究對于鞋類、汽車、床墊等產品而言都是一個突破。

不過，為了了解為何此次研究有如此重大的影響，可以先來回顧這一科學進步是如何發生的，這個故事可以從傳統聚氨酯的化學基本品延伸至藻類實驗室（新型化學品首次研發），再擴展至新型企業合作，旨在為該產品的商業化前景奠定基礎。

20世紀50年代，聚氨酯首次實現商業化，并在眾多產品和應用中迅速得到普及，這在很大程度上是由于此種材料具有動態特性和可調節的特性，以及可以獲取制造此種材料的石油成分，且石油儲量在可承受范圍內。

通過一個巧妙的化學工藝，利用多元醇和異氰酸脂（傳統聚氨酯的基本組成部分），制造商可以定制配方生產各種各樣的聚氨酯材料，而且每一種都可以具備獨特且有用的特性。例如，用長鏈多元醇可能會生產出柔軟的泡沫，用于枕頭般柔軟的床墊。另一種配方可能是生產出一種豐富的液體，當涂在家具上時，既可以保護木紋又可以展示木紋的美。還有可能與二氧化碳結合使用，生產出可以噴涂的泡沫，干燥后形成剛性多孔絕緣材料，適合用于家中保溫。

不過，研究人員表示，異氰酸脂也會帶來顯著的負面影響。雖然此類化學物質反應速度快，適合用于多種工業應用，但是毒性也很高，而且由毒性更大的原料光氣制成。吸入異氰酸脂后還會導致一系列不良健康反應，如刺激皮膚、眼睛和喉嚨，導致哮喘和其他嚴重的肺部問題。

為了嘗試解決依賴石油等問題，全球的科學家都在尋找利用生物資源合成聚氨酯的新方法。但是，此類嘗試得到的結果好壞參半。有些缺乏工業應用所需的性能，有些不是完全可再生的方法。因此，既需要改進聚氨酯，又需要保持創新。

結果，需要降低藻類生物燃料的成本。與許多傳統的石化煉制過程一樣，生物燃料煉制商也在尋找利用煉制過程中的副產品以獲得收入的方法。生產過程中產生的廢脂和氨基酸能否成為可再生無毒的聚氨酯原料？其實早在20世紀50年代，科學家就已經證明，可以利用非異氰酸酯合成聚氨酯。

真正的挑戰在于想辦法加快反應速度，使其能夠與傳統工藝競爭。需要生產至少能夠與傳統材料媲美的聚合物，這也是生物基聚氨酯實現商業化的主要技術障礙。

NREL就利用巧妙的化學工藝，研發出生物基配方，以克服該障礙。首先，采用了環氧化工藝，準備了基礎油（菜籽油、亞麻籽油、藻類或食物殘渣）以進行進一步的化學反應。通過將此類環氧化脂肪酸與空氣或煙氣中的二氧化碳反應，生成了碳酸單體。最后，研究人員將碳酸單體與二胺（來自氨基酸，另一種生物源）在聚合過程中結合，生成一種可以固化成樹脂-非異氰酸酯的材料。

通過用精選的天然油代替石油基多元醇，用生物基氨基酸代替有毒異氰酸酯，研究人員成功合成了與傳統聚氨酯性能相當的聚合物，即研發了一種可行的、可再生、無毒傳統聚氨酯替代品。

此外，該種化學物質還對環境有利。研究人員表示：“最終聚合物中有30%是二氧化碳。考慮到用于制造油和氨基酸的植物或藻類也會吸收二氧化碳，這個數字就更令人印象深刻了。”

研究人員的下一步是看看該工藝是否可以實現商業化，擴大規模以滿足市場需求。