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改变世界的五种材料包装业占两席

2015-03-17 09:43:00.0 来源：环球科学-科学美国人责编：江佳

摘要：: 1939-40年的纽约世博会，人们第一次见识了世界上第一种全部由人工合成的纤维——尼龙。时至今日，尼龙仍然被广泛应用于纤维织物、家居装饰用品、体育用品、乐器的弦和汽车零部件中。这里我们将介绍塑造全新未来的五类聚合物：

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【CPP114】讯：1939-40年的纽约世博会，人们第一次见识了世界上第一种全部由人工合成的纤维——尼龙。尼龙是由杜邦公司的科研机构于1935年研制成功，在世博会上作为新的针织类产品面市。“全部由诸如煤炭、水和空气这类常用原材料制成”的细丝，却有如钢铁般的力量。时至今日，尼龙仍然被广泛应用于纤维织物、家居装饰用品、体育用品、乐器的弦和汽车零部件中。

这里我们将介绍塑造全新未来的五类聚合物：

1.生物塑料（Bioplastics）

众所周知，不能被降解的塑料是一种常见的环境污染来源。更糟糕的是，这些我们称之为单体的塑料的构件，来自不能再生的远古的原油。

感谢在生产过程中使用的酶和催化剂，它们使得这种情况开始发生改变。未来极有可能将诸如沼气等可再生能源转化为制造塑料和合成橡胶的主要构件。

由于保存了化石原料，这些材料将变得可持续，但这只是解决了部分问题。除非它们也能够被生物降解，否则，对于环境来说它们仍然是一个问题。

2.塑料复合材料/纳米复合材料（Plastic Composites/Nanocomposites）

塑料复合材料是由不同纤维构成的更加坚固或有弹性的塑料。举个例子，你在聚合物中镶嵌一些碳纤维来增加强度，可以制造出一种用于现代节能型交通工具的轻质材料。

这类纤维增强塑料（fibre-reinforced plastics）的使用正在快速发展，特别是在航空航天工业（波音787和空客A360都有50%的复合材料）。如果不是由于成本过高，这些材料将被用于所有的运输工具。

最新出现的纳米复合材料，用微粒子代替了其他包括了石墨烯在内的物质来加强塑料。这种新材料用途潜力无穷，从风力涡轮叶片上轻量传感器到电量更足的电池，再到植入人体的用于加速骨折恢复的支架。

如果我们成功地将纳米复合材料在严密控制的工作条件下加工生产，将是令人心潮澎湃的一件事情。如果我们观察自然材料例如木材的结构，你会发现它们惊人得复杂。相比之下，我们现有的复合材料和纳米材料是那么得不成熟。