橡胶可用青草和树木制备吗？

材料牛注： 橡胶轮胎是一项污染环境的产业，人们一直试图找到一种可持续的生产方式。明尼苏达大学的新研究成果或许会让青草和树木成为制备橡胶的原材料。

轮胎是一项很脏的业务，这不仅仅是因为它们在行驶过程中沾满泥土。制造橡胶是一种严重依赖石油的资源密集型工艺，但是现在科学家们声称已经实现了取代传统轮胎中的关键分子的化学突破。这种关键分子可从青草和树木中制得，这样的替代也不会影响轮胎的颜色、形状或性能。

原有生产方法对环境的影响促使人们多年来一直在寻求轮胎生产的可持续方法。主要研究集中在橡胶的主要成分，一种称为异戊二烯的分子上。为了制备异戊二烯，石油中的分子被热分解，分子从数百种其它化学品中分离并纯化，此时它将其自身组织成长的聚合物链。

另一方面，异戊二烯也可以衍生自天然来源。虽然研究人员已经探索了使用来自生物质的糖制备轮胎橡胶的可能性，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描述了一种利用工程化细菌以提高异戊二烯的微生物产量的方法。而在2012年克隆一种关键酶以产生人造异戊二烯为制造异戊二烯提供了另一种可能的前进方向。

现在，明尼苏达大学的研究人员声称在该领域取得了新的突破。他们通过一种化学过程结合自然微生物发酵和催化精炼，类似于精炼石油的过程。

这个过程开始于将植物糖如葡萄糖进行微生物发酵，成为衣康酸。然后将该酸与氢混合，引起生成称为甲基-THF的物质的化学反应。

第三步，即突破所在，包括使用最近发现的称为Phosphorous Self-Pillared Pentasil的催化剂将甲基-THF脱水成异戊二烯。这种方法的催化效率高达90％，大部分产品是异戊二烯，研究人员说，这大大提高了可再生异戊二烯的前景，甚至可能衍生出其他先进的橡胶基产品。

明尼苏达大学化学工程副教授，新研究的主要作者Paul Dauenhauer说：“新型含P沸石催化剂如S-PPP的性能是令人惊讶的。“这种新型的固体酸催化剂表现出显著提高的催化效率，使可再生异戊二烯成为可能。

该研究发表在ACS Catalysis杂志上。

原文链接：Can tires be made from grass and trees?

文献链接：Renewable Isoprene by Sequential Hydrogenation of Itaconic Acid and Dehydra-Decyclization of 3-Methyl-Tetrahydrofuran

本文由编辑部丁菲菲提供素材，时冰遥编译，点我加入材料人编辑部

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