未来的可持续粘合剂不会一直存在
如今，大多数粘合剂都是由塑料制成的，但波士顿大学的化学家们希望一种新的可生物降解的替代品将提供一种更环保的选择
摄影：西德尼·斯科特
未来的塑料应该由可生物降解和安全的材料组成，这对地球和我们自己的身体健康是理想的。塑料每天所做的一项特别重要的工作是使物品粘附在各种表面上，就像便利贴、透明胶带甚至创可贴上的粘性部分一样。在波士顿大学，马克·格林斯塔夫和他的澳门威尼斯人注册网站研究团队致力于寻找塑料的环保替代品，他们着手设计一种具有粘性但不具有持久力的粘合剂——一种完全由天然化学成分制成的可生物降解材料，使用后会分解。
格林斯塔夫是波士顿大学工程学院转化澳门威尼斯人注册网站研究特聘教授、艺术与科学学院化学教授、格林斯塔夫集团主任，他说：“我们正在用对环境更好的材料取代目前不可降解的材料，同时仍保持我们从性能角度所期望的性能。”“我们可以两者兼得，我们只需要明智地选择如何做到这一点。”
经过两年的实验，格林斯塔夫的团队最近在《自然通讯》上发表了一篇论文，展示了一种替代粘合剂。该团队表示，这种粘合剂的配方很容易适应广泛的工业和医疗应用，这些应用得益于粘性材料。
“我们想模仿油漆中的塑料粘合剂，使它们粘在墙上，”Anjeza Beharaj （CAS ' 14, GRS ' 19,GRS ' 19）解释说，她在格林斯塔夫集团工作期间获得了有机化学博士学位。该实验室主要澳门威尼斯人注册网站研究聚合物，即由化学连接材料组成的大分子结构。
虽然聚合物通常被认为是塑料的同义词，但它们也可以由自然衍生的材料制成——甚至我们的DNA也被认为是聚合物。Beharaj和Grinstaff与本科澳门威尼斯人注册网站研究员Ethan McCaslin （CAS ' 20）和William a . Blessing （GRS ' 17, GRS ' 19）合作，他最近获得了化学博士学位，开发了一种由可生物降解聚合物制成的粘合剂系统，可以有效地粘在任何东西上，如果不是更好的话，就像今天市场上的塑料制品一样。
“关键成分是二氧化碳，”Beharaj解释说。这种具有蜂蜜或糖蜜稠度的可生物降解粘合剂中，约有20%至40%是由二氧化碳组成的。“我们倾向于认为碳是大气中的一种污染气体，而且它的含量可能过高。但令人兴奋的是，这种材料重新利用了原本会进入大气的二氧化碳，炼油厂和生产工厂有可能重新利用这些气体来生产环保聚合物。因此，这是环境和消费者的双赢，因为二氧化碳是一种廉价的原材料，它可能会降低商品的价格，”她说。
格林斯塔夫和贝哈拉杰估计，他们的粘合剂将在一年或更短的时间内在环境中完全分解，不像塑料会在垃圾填埋场污染数百年。（试想一下，你曾经扔掉的每一张创可贴和一段管道胶带都还在某个地方的垃圾堆里！）
正在攻读生物化学学士/硕士学位的麦卡斯林说：“这代表着在制造更环保的产品方面取得了良好的进展，这应该是科学界目前的首要任务。”
在格林斯塔夫的实验室合作之前，他和贝哈拉杰在海湾州立路的波士顿大学宿舍里担任住宿助理。
麦卡斯林希望这种粘合剂能“激励更多的澳门威尼斯人注册网站研究人员朝着类似的目标努力，使产品更加环保，”他说。
格林斯塔夫的团队设想，这种可生物降解的粘合剂解决方案可以量身定制，以适应当今塑料粘合剂的许多需求。通过调整每批粘合剂中聚合物和二氧化碳的比例，他们能够使材料的附着力增强或减弱，或者能够对某些类型的表面做出反应。粘接强度可以从透明胶带到永久木胶，它可以适合于粘在金属，玻璃，木材，特氟龙，甚至潮湿的表面上。
Beharaj表示，这种天然衍生的可生物降解材料在人体上或体内使用都是完全安全的。这种粘合剂有可能取代外科手术中用于将骨头粘合在一起的金属，使一些外科手术的侵入性更小。它们也可以用于皮肤表面，以保护割伤、擦伤、伤口或手术后切口。
有了这么多的可能性，下一步就是找到使用和销售粘合剂的最佳方法。
格林斯塔夫说：“现在的问题是找到最好的应用程序，我们将从了解不同社区的需求开始。”“外科领域的人与包装行业的人会有不同的想法，但我们可以同时应对这两个市场。”
这项工作得到了美国国家科学基金会的部分支持。