【力美新材料】你了解生物基材料嗎？

生物基材料是指以可再生資源（如農作物、竹木、其他植物及其殘體和內含物等）為原料，通過生物加工、合成、煉制過程獲得的生物質合成材料，生物質再生材料和基礎化工原料。通俗來講，生物基材料可以理解為天然材料通過生化方法得到的一類材料。這類材料大部分是可降解，從來源到加工，再到材料使用、回收和降解，有望實現整個綠色循環，是未來低碳經濟發展的一類重要材料。

目前，我國生物基材料產業科技取得了顯著的成效，形成了如全降解生物基塑料、木基塑料、聚合超大分子聚乳酸、農用地膜等一大批具有自主知識產權的技術。全國性的“木塑熱”正逐漸興起，木塑制品年產銷量已超過20萬噸，并以20%以上的年增長率高速增長。生物基材料作為石油基材料的升級替代產品，正朝著以綠色資源化利用為特征的高效、高附加值、定向轉化、功能化、綜合利用、環境友好化、標準化等方向發展。與國際先進水平相比，在產品性能、制造成本、關鍵技術、技術集成與產業化規模等方面還存在差距，必須加快突破生物基材料制造過程的生物合成、化學合成改性及樹脂化、復合成型等關鍵技術，促進重要生物基材料低成本規?；a與示范，構建生物基材料研發平臺，提升生物基材料企業科技創新能力，實現化石資源的有效替代，為生物基材料產業培育提供科技支撐。

許多化妝品，如脫皮、除臭劑或牙膏都含有細小的塑料顆粒，如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)制成的微塑料，它們被用作“溫和磨料”。由于它們的耐化學性和缺乏顏色、氣味和味道，它們也經常被用作穩定劑和填料。聚乙烯和聚丙烯是不可生物降解的，由于顆粒較小，微塑料被引入到含化妝品的廢水中，無法充分去除。它進入我們生活的環境和水域。因此，許多化妝品制造商宣布，他們將放棄使用微塑料，并在未來使用合適的替代品。

隨著最近在領先的集群生物經濟的框架內研究項目“kosligcel”得完成，德國Halle(Saale)的Fraunhofer材料和系統微觀結構研究所一直在對此作出貢獻。該項目由聯邦教育和研究部資助，與德國蓋倫的一家纖維素加工機CFF GmbH和Halle(Saale)的皮組學有限公司合作，成功開發和測試了生物降解材料的替代品。Halle(Saale)主要負責產品的泛酸和皮膚病檢查。

牙科和個人護理產品的山毛櫸木纖維素顆粒的掃描電子顯微鏡圖像(? Fraunhofer IMWS)

山毛櫸木纖維素

從山毛櫸木材、燕麥、小麥和玉米中生產符合牙科和護膚品研磨性和清潔性能要求的可生物降解纖維素顆粒。具體來說，對人體脫皮和牙膏的替代品進行了測試。我們面臨的挑戰是如何設計纖維素顆粒，使其尺寸、形狀、硬度和表面結構達到預期的產品性能。對山毛櫸木纖維素進行了特殊改性，并對優化工藝進行了微觀結構分析。

弗勞恩霍夫IMWS項目協調員 Dr. Sandra Sarembe說：“經過兩年的研究工作，我們取得了很好的效果：用優化的山毛櫸木纖維素顆粒制成的牙膏，其磨損效果很低，但清潔性能卻很好?！毖栏嘀械目缮锝到忸w?？捎糜跈C械去除菌斑、牙齒變色和食品殘渣，但不會對牙釉質造成損害。Sarembe說：“在幾種纖維素類型的材料特征方面，我們一直收集積極的數據。這也適用于這些物質在脫皮和其他皮膚化妝品的使用。研究小組能夠科學地證實纖維素顆粒在化妝品中作為聚乙烯替代品有著類似的效果。它們在水中也是可生物降解的，并且可以以低成本生產。纖維素顆粒也可以用作無鋁除臭劑的填料.

                          牙齒釉質樣品的照片（初始狀態，變色后和清洗后）。樣品用含有纖維素的牙膏清洗。

其他應用領域

弗勞恩霍夫IMWS公司的項目經理Dr. Andreas Kiesow說：“纖維素用作生物填料，亦可應用于其他應用領域，例如醫療產品。此外，不同的纖維素類型可以混合，這有廣泛的應用前景。因此，微粒對新產品的開發具有很高的應用前景，對于可持續的甚至是純素產品也有誘人的營銷機會。

所得結果也可應用于其他化妝品領域，如睫毛膏、粉劑、口紅等。

我國在“十二五”專項規劃中提到要顯著增強研究生物基材料產業原始創新能力，突破一批生物基化學品和生物基材料制造過程中的生物與化學轉化共性關鍵技術，篩選出一批高效專用生物合成微生物，創制一批生物基新材料和化學品，性能達到或接近石油基產品。