新创材料的最新进展

新创材料的最新进展

2022-04-25

全球生产的大部分塑料被用作包装材料,而消费者购买的包装中只有约 68% 被回收利用,导致每年有数吨塑料流入海洋。由于这些问题,生物聚合物作为包装材料的使用在过去几十年中变得越来越流行,需要转向更环保的替代品。尽管天然生物聚合物可能是传统塑料的有吸引力的替代品,但一般而言,由生物材料制成的薄膜通常机械强度低且阻隔性能差,这会影响包装产品的安全性。然而,这些性能可以通过添加某些材料(例如壳聚糖或海藻酸盐)或通过交联来改善。这是许多最近和正在进行的研究项目的工作,例如,这些项目正在使用质构仪探索这些想法的机械适用性:

具有竹叶抗氧化剂和氧化锌纳米粒子的壳聚糖基薄膜在活性食品包装中的应用

使用从种子油中提取的奇亚籽副产品为农业食品工业开发新的可生物降解薄膜

尼罗罗非鱼 (Oreochromis niloticus) 废蛋白基薄膜

向日葵果胶的成膜特性及结构分析

椰子甘蔗渣纤维素(Cocos nucifera L.)增强淀粉膜的制备及生物降解分析

葫芦巴蛋白基可食膜的研制与表征

鸡毛角蛋白薄膜生物降解活性评价

基于马铃薯果汁的具有异常良好的氧气阻隔性能的生物塑料薄膜

塑料吸管在制造过程中会产生废物并释放温室气体。尽管如此,与其他选项相比,它们提供了卓越的感官体验。康奈尔大学的科学家们一直在研究替代可生物降解和可重复使用的吸管作为一次性塑料的替代品。本研究回顾了这种体验的各个方面,以及消费者使用吸管的动机。他们使用质构仪进行三点弯曲测试,测量了吸管浸泡在水中的耐久性。

与此同时,捷克共和国的科学家正在研究塑料餐具替代品:可生物降解勺的案例研究。

真菌菌丝体是用于替代传统塑料的生物复合材料的多功能、高产和可持续的来源。然而,只有极少数真菌菌株已被表征,许多菌株仍然没有作为传统不可生物降解材料的潜在竞争对手进行探索。此外,菌丝体复合材料在常见的、具有挑战性的环境条件下(例如不断变化的湿度和温度)的功能没有得到很好的表征。赫尔辛基大学的研究人员评估了新型真菌菌株生产的真菌复合材料的性能,包括木霉和双孢蘑菇,在燕麦壳和油菜籽饼上榨油后生长。他们使用质构仪进行压缩测试。结果表明,菌丝体复合材料具有疏水性和强度,特别是在油菜籽饼上生长时。在连续增加和减少湿度后,生长在油菜籽饼上的双孢菌表现出增加的硬度。这些新型菌丝体复合材料的防潮性对于新型可持续材料解决方案来说是令人鼓舞的。

泡沫玻璃是一种绝缘材料,由碎玻璃和石灰石或碳等材料组成。因为玻璃是其成分的很大一部分,所以它具有玻璃的一些相同优点。泡沫玻璃有许多应用。它可以特殊成型用于管道或罐等绝缘物体或用于生产结构绝缘板。其他应用包括冷藏和浮选设备。使用质构仪在该材料领域开展的工作包括:

再生铝硅酸盐玻璃基废料生产泡沫玻璃的非常规工艺

玻璃废料冷膨胀制备泡沫玻璃的新方法

微波辐照氮化硅和氧化锰制成的泡沫玻璃

使用橡树叶作为植物发泡剂制造泡沫玻璃

其他材料也正在开发中,以提供形状恢复、压缩强度、粘合性、硬度或刚度等特性——机械性能取决于材料的用途:

基于化学发泡剂浓度的天然橡胶泡沫形态与弹性的关系

填料对橡胶泡沫回收率的影响:从理论到应用

聚苯乙烯和中密度纤维板复合材料的机械和热性能

从酶解甘油中获得的硬质聚氨酯泡沫:评估脂肪酶对生物多元醇组成和聚合物特性的影响

消费后(废)发泡聚苯乙烯粘合剂材料开发研究:双刃剑

在快节奏的电子世界中,移动电话技术的不断重新开发要求评估材料的性能,为消费者提供新的功能机会和体验。随着显示相关技术的最新发展,已经研究和开发了在使用阶段可变形的显示装置,例如折叠、卷成卷状或像橡皮筋一样拉伸。这些显示器可以变形为各种形状,因此可以同时满足使用阶段对较大显示器和便携性较小显示器的需求。然而,现有的可折叠显示器用粘合剂组合物存在这样的问题,即即使满足这样的折叠可靠性条件,在-20℃进行动态折叠试验时也会发生分层和面板破损,LG最近发布了一项专利在保持现有的可折叠显示器用粘合剂组合物的特性,如室温和高温下的可靠性条件和粘合特性的同时,提供令人满意的可靠性条件,即使在-20°C下进行折叠试验时也不会引起分层和断裂等问题。他们在这项专利中使用质构仪进行剥离测试,以寻求完美的粘合剂组合物。

由于质构仪的应用是以经验或模拟的方式进行的,因此它经常被用于工业的创新领域,例如新材料的创造和开发。由于不受基本或标准方法和分析选项的约束,可以提供其他材料测试仪器无法提供的方法开发灵活性。因此,在无数最近的专利申请中发现,对于机械测试问题,需要用于测量新材料性能的测试解决方案,而这些问题无法通过应用严格的老式标准方法方法进行评估的。想了解更多创新材料应用,请访问我们的创新材料物理性能测量页面。