新材料：研究發現細菌纖維素可被用于制造新型可食用包裝材料

　　塑料可能需要 50 到 200 年才能分解，具體取決于塑料的原料。 幾十年來，石油基塑料在包裝中的使用導致了嚴重的污染，從而推動了開發更環保和可持續的包裝材料。

　　生物衍生聚合物提供了一種“綠色化”一次性包裝的方法。 其中一種細菌纖維素(BC)引起了研究人員的特別興趣。 BC是由細菌合成的超細纖維素納米纖維網絡，具有比植物纖維素更高的保水能力、更高的拉伸強度、質地明顯柔軟、纖維含量高等性能。

　　現在，香港中文大學的研究人員利用BC創造了一種新型復合一次性包裝材料，該材料不僅環保，而且還可以食用。

　　該研究的通訊作者To Ngai表示：“人們對BC進行了廣泛的研究，包括其在智能包裝、智能薄膜以及通過混合、涂層和其他技術創建的功能化材料中的應用。” “這些研究證明了BC作為一次性塑料包裝材料替代品的潛力，使其成為我們研究的合理起點。”

　　作為該材料的基礎，研究人員使用了 Komagataeibacter xylinus 細菌分泌的纖維素，該細菌是一種知名的可持續、無毒 BC 生產者。 與植物纖維素不同，纖維素是通過發酵過程生產的，這意味著不需要砍伐樹木或農作物，也不會破壞棲息地。 順便說一句，Komagataeibacter細菌經常被發酵來制作傳統的茶飲料康普茶(紅茶菌)。

　　然后，研究人員將從大豆中分離出的大豆蛋白嵌入到纖維素結構中，并用海藻酸鈣制成的耐油復合材料對其進行涂覆，總而言之，這是一個相對簡單的過程。“它不需要化學反應等特定的反應條件，而是需要簡單實用的混合和涂覆方法，”Ngai 說。

　　經過測試，他們發現這種新型材料透明、耐油、對人體細胞無毒，并在一到兩個月內完全生物降解。 他們發現，與低密度聚乙烯塑料相比，該材料作為一次性袋子來存放零食、糖果、街頭食品、面包或類似食品的性能相當。 用這種材料制成的吸管的強度足以刺穿市售珍珠奶茶的塑料膜，并且在水中浸泡 24 小時后仍能保持其完整性。

　　Ngai 表示：“這種方法為應對開發可持續和環保包裝的挑戰提供了一個有前景的解決方案，可以大規模替代一次性塑料。”最重要的是，該材料的成分意味著人類和動物可以安全食用。海龜和其他海洋動物可以安全食用，不會對海洋造成水生毒性。

　　研究人員計劃繼續研究他們的新型包裝材料，增強其多功能性并解決使用BC的缺點之一，即其熱塑性或在高溫下成型并在冷卻時固化的能力。

　　“細菌纖維素的主要挑戰之一是它們不是熱塑性的，這限制了它們在某些應用中的使用潛力，”Ngai 說。 “通過解決這個問題，我們希望使細菌纖維素薄膜比傳統塑料更具競爭力，同時保持其生態友好性。 這項研究提醒我們，天然原材料已經具備必要的特性，可以超越塑料包裝的功能。”

　　該研究發表在《化學工業協會》雜志上。