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至美研制出廉价环保的新型水凝胶材料

发布时间:2021-10-04

美研制出廉价环保的新型水凝胶材料

至美研制出廉价环保的新型水凝胶材料

水凝胶是1种具有高保水、高吸水特性的软材料,用于尿不湿、隐形眼镜制造等多个领域。但造价较高、伸缩性较差、对人体和环境有毒害等因素限制了水凝胶的商业利用。美国研究人员日前宣布,他设备领域国际合作不断深化们发明了1种用天然材料制造水凝胶的新工艺,所制备的水凝胶便宜、安全、伸缩性充分,可在食品加工、灭火等方面有新的利用。

这1研究发表在《国家科学院学报》月刊上。斯坦福大学研究人员说,他们研制的新型水凝胶包括两种便宜而丰富的基本原料,1种是取自木屑、农作物秸秆等天然材料的纤维素聚合物,另外一种是取自沙子的胶态2氧化硅纳米粒子。将两种材料混合起来,可以取得稳定的水凝胶。

研究人员认为,这类简单便宜的工艺”有望克服目前造价较高的限制,使以工业范围生产水凝胶成为可能。加上伸缩性强、无毒环保等特点,新型水凝胶材料有广泛利用前景。研究人员介绍了将新经太长期的发展型水凝胶试用于清洗酿酒厂管道和散布阻燃剂的情况。

酿酒厂用管道运送液体产品,需要大量水冲洗残留在管道中的液体产品,而产品残留物由于遇水稀释,大多被抛弃。负责该研究的斯坦福大学材料科学助理教授埃里克·阿佩尔说,酿酒厂在生产进程中会损失2%的产品,大多在转运环节产生。他们与加利福尼亚州1家葡萄酒厂合作,尝试用1种2013年5月笔者随同河南省访美代表团访问了美国铝业公司匹兹堡技术中心特殊配方的水凝胶代替水冲洗管道中的残留葡萄汁。由于水凝胶不与葡萄汁混合,因此几近没有造成产品损失。由纤维素和胶态2氧化硅这样的食品级材料构成的水凝胶也没有影响葡萄汁的气味和味道。

北美地区山火频发,需要大量阻燃剂用于灭火。许多阻燃剂包括污染地下水的化学成份,也容易被随后喷洒的水冲掉,影响灭火效果。研究人员在实验中将阻燃剂与新型水凝胶混合使用,结果发现这类混合物附着在燃烧物上的时间比普通阻燃剂更长,可以保护阻燃剂不被随后喷洒的水冲走。阿佩尔说,相比普通阻燃剂,混合水凝胶的阻燃剂还可以从更高的空中投放,飘散和挥发较少,也不会污染地下水。

研究团队正在大范围测试新型水凝胶材料,以扩大其商业利用前景。他们还在开发新的水凝胶配方,使水凝胶材料可用于化装品添加剂、石油钻井作业的润滑剂等方面。