海鲜废料可回收制成高性能材料

在上面

本来会被扔掉的虾壳里充满了甲壳素

原本会被海鲜行业扔掉的虾壳已经变成了坚韧的纤维可以从水中获取有价值的金属

罗宾·罗杰斯他和他在美国阿拉巴马大学的团队长期以来一直对使用离子液体处理纤维素感兴趣,但2010年深水地平线石油泄漏事件鼓励他们尝试类似的方法几丁质,是构成各种甲壳类动物外壳的结构生物聚合物。“我们开始与拉巴特湾(Bayou La Batre)的海湾海岸农业和海鲜合作社(Gulf Coast Agricultural and Seafood Co-Op)合作,研究他们虾壳废料的用途,大约在暂停捕虾的同一时间。”很明显,我们需要新的产品和利润。

罗杰斯的团队使用离子液体直接从虾壳中提取长甲壳素纤维。几丁质不溶于包括水在内的大多数溶剂,这使得仅在纤维表面功能化而不降低几丁质纤维的体积强度。他们将表面的几丁质分子转化为一种更活跃的形式,称为壳聚糖,然后用偕胺肟进行功能化,偕胺肟是一种对铀酰离子具有很高亲和力的官能团,并表明纤维可以从稀释的水溶液中回收这些离子。

海水中几乎所有的铀都是天然的,来自地壳中的可溶性铀。罗杰斯说:“想象一下,仅仅通过从海洋中回收铀,就可以减少或消除在陆地上开采铀的需求,这对环境的积极影响。”

杰森爱英国爱丁堡大学(University of Edinburgh)的萃取冶金专家斯特恩(peter peter)表示,从海水中回收以ppb浓度存在的铀,将是开采这种关键元素的一种有价值的替代方案。他补充说:“虽然由于它们的脆性,还没有商业化,但这些材料的开发是巧妙的,代表着在使用可持续化学方法方面的重大进步,以帮助解决重要的全球挑战。”

甲壳素纤维在与偕胺肟基团功能化之前先去乙酰化

理想情况下,这些纤维可以回收并在海洋中重新使用。另一种可能是将它们焚烧以产生能量,并将金属作为灰烬留下,这一想法可以简化回收过程,从而节省资金和能源。

杰米·利扎迪·门多萨他在墨西哥食品研究与发展中心的研究中使用了甲壳素。他说,这项研究将增加生态兼容材料的可用性。“甲壳素是一种基本化合物,大自然选择它来制造许多最出色的材料;它足够轻,可以用于飞行结构,足够坚固,可以作为最坚固的装甲的一部分,足够灵活,可以作为能量释放机制的一部分,它还具有生物相容性和可生物降解性。我们将继续学习如何使用几丁质等生物聚合物来生产创新材料,在尊重环境的同时帮助满足我们的需求。”