可生物降解餐具的新选择！

▶ 中国科学技术大学院士团队余书红报道了一种由食品级安全马尾藻纤维素纳米纤维（SCNF）制成的机械性能和热性能优异的一次性生物降解餐具。

目前，全球塑料产量已超过3.68亿吨，其中一次性塑料制品约占40%。这些塑料制品，尤其是一次性包装、一次性餐具等材料，面临着消耗总量大、浪费严重、回收困难等问题。同时，广泛使用的一次性塑料餐具通常在使用后被掩埋或直接丢弃到自然环境中。大量研究表明，塑料在日常使用和降解过程中会释放出微塑料，进一步对环境和人类健康构成潜在威胁。因此，开发具有优异机械强度和耐热性且不释放微塑料的高性能结构材料势在必行。

近日，中国科学技术大学院士余书红报道了一种由食品级安全的马尾藻纤维素纳米纤维（SCNF）制成的具有优异机械性能和热性能的高性能结构材料。相关成果以“Ultrastrong, Thermallly Stable, and Food-Safe Seaweed-Based Structural Material for Tableware”为题发表在Advanced Materials（Adv. Material. 2022, DOI: 10.1002/adma. 202208098）上。论文第一作者为博士生李德涵、硕士生韩子萌和何倩。通讯作者为副研究员管清芳和余书红教授。

首先，研究人员开发了一种高效、低能耗的方法，在温和的反应条件下从马尾藻的工业废料中提取食品安全的 SCNF。然后，在Ca2+交联后形成SCNF水凝胶，并通过自上而下的方法将SCNF水凝胶制备成高强度（283 MPa）和高热稳定性（>160 ℃）的马尾藻纤维素基结构材料（SCNSM）。与大多数商业塑料相比，这种结构材料具有更高的硬度，还可以通过破坏和重组纳米纤维之间的可逆氢键相互作用网络来耗散能量，从而实现强度、模量、韧性和热稳定性的平衡。同时，该结构材料还具有良好的加工性能和食品安全性，可加工成不同形状的餐具刀叉。此外，这种结构材料还可以通过聚乳酸和姜黄素进行改性，以获得更好的防水和抗菌性能。基于这种结构材料制成的餐具综合性能优于商用塑料、木质和聚乳酸基餐具，显示出在该领域替代这些产品的潜力。

该工作得到国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中国高校协同创新计划、安徽省重大科技专项、中央高校基本科研业务费专项资金的支持,安徽省重点研发计划项目。