橡膠可用青草和樹木制備嗎？

材料牛注： 橡膠輪胎是一項污染環境的產業，人們一直試圖找到一種可持續的生產方式。明尼蘇達大學的新研究成果或許會讓青草和樹木成為制備橡膠的原材料。

輪胎是一項很臟的業務，這不僅僅是因為它們在行駛過程中沾滿泥土。制造橡膠是一種嚴重依賴石油的資源密集型工藝，但是現在科學家們聲稱已經實現了取代傳統輪胎中的關鍵分子的化學突破。這種關鍵分子可從青草和樹木中制得，這樣的替代也不會影響輪胎的顏色、形狀或性能。

原有生產方法對環境的影響促使人們多年來一直在尋求輪胎生產的可持續方法。主要研究集中在橡膠的主要成分，一種稱為異戊二烯的分子上。為了制備異戊二烯，石油中的分子被熱分解，分子從數百種其它化學品中分離并純化，此時它將其自身組織成長的聚合物鏈。

另一方面，異戊二烯也可以衍生自天然來源。雖然研究人員已經探索了使用來自生物質的糖制備輪胎橡膠的可能性，但是在所需的尺度下做任何事情都是不容易的。例如，在2010年，Goodyear描述了一種利用工程化細菌以提高異戊二烯的微生物產量的方法。而在2012年克隆一種關鍵酶以產生人造異戊二烯為制造異戊二烯提供了另一種可能的前進方向。

現在，明尼蘇達大學的研究人員聲稱在該領域取得了新的突破。他們通過一種化學過程結合自然微生物發酵和催化精煉，類似于精煉石油的過程。

這個過程開始于將植物糖如葡萄糖進行微生物發酵，成為衣康酸。然后將該酸與氫混合，引起生成稱為甲基-THF的物質的化學反應。

第三步，即突破所在，包括使用最近發現的稱為Phosphorous Self-Pillared Pentasil的催化劑將甲基-THF脫水成異戊二烯。這種方法的催化效率高達90％，大部分產品是異戊二烯，研究人員說，這大大提高了可再生異戊二烯的前景，甚至可能衍生出其他先進的橡膠基產品。

明尼蘇達大學化學工程副教授，新研究的主要作者Paul Dauenhauer說：“新型含P沸石催化劑如S-PPP的性能是令人驚訝的。“這種新型的固體酸催化劑表現出顯著提高的催化效率，使可再生異戊二烯成為可能。

該研究發表在ACS Catalysis雜志上。

原文鏈接：Can tires be made from grass and trees?

文獻鏈接：Renewable Isoprene by Sequential Hydrogenation of Itaconic Acid and Dehydra-Decyclization of 3-Methyl-Tetrahydrofuran

本文由編輯部丁菲菲提供素材，時冰遙編譯，點我加入材料人編輯部

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