盖世汽车讯　现在，塑料垃圾泛滥在造成难以估量的环境问题。据外媒报道，休斯顿大学（University of Houston）机械与航空航天工程助理教授Maksud Rahman开发出一种方法，将细菌纤维素（一种可生物降解的材料）转化为多功能材料，有望成为塑料的替代品。

（图片来源：休斯顿大学）

该材料不仅有望用于生产下一代一次性水瓶，更可应用于包装材料乃至医用敷料领域，所有这些均由地球储量丰富且可生物降解的生物聚合物制成，即细菌纤维素。

Rahman表示：“这些细菌纤维素片具有高强度、多功能和环保性。我们认为它们将得到广泛应用，在许多行业中替代塑料制品，并有助于减轻环境负担。我们报告了一种简单、单步且可扩展的自下而上的策略，利用旋转培养装置中流体流动的剪切力，生物合成定向纳米纤维（aligned nanofibrils）的强韧细菌纤维素片，以及基于细菌纤维素的多功能混合纳米片。”

该研究的第一作者、莱斯大学（Rice University）博士生MASR Saadi表示：“由此产生的细菌纤维素片表现出卓越的抗拉强度、柔韧性、可折叠性、光学透明度和长期机械稳定性。”

现在，人们日益担忧石油基不可降解材料对环境造成危害，因此对可持续替代方案（如天然材料及生物基材料）的需求持续增长。细菌纤维素具有自然资源丰富、可生物降解及生物相容性等优势，已成为极具发展前景的生物材料。

为了增强纤维素并实现更多功能，该团队在细菌培养液中掺入氮化硼纳米片，从而成功地制造出细菌纤维素-氮化硼混合纳米片。该纳米片具有更优异的机械性能（抗拉强度高达约553 MPa）和热性能（散热速度比样品提高三倍）。

Rahman表示：“这种可扩展的单步生物制造方法能够制备坚固且多功能的定向型细菌纤维素片。这将开辟全新应用路径，包括结构材料、热管理、包装、纺织品、绿色电子和储能等。这本质上是在引导细菌的定向运动行为，而不是随机移动，使它们能够以有组织的方式生产纤维素。我们借助这种受控行为，并通过灵活的生物合成方法利用各种纳米材料，能够同时实现材料的结构对齐（structural alignment）和多功能特性。”

Rahman所说的“运动”指的是旋转。据介绍，研究人员使用定制设计的旋转培养装置，在圆柱形透氧培养箱中培养产纤维素细菌。该培养箱通过中心轴持续旋转，从而产生定向流体流动，使细菌能够持续定向移动。

Rahman表示：“这项技术显著改善了细菌纤维素块状片中的纳米纤维取向性。这项工作堪称材料科学、生物学和纳米工程学交叉融合的典范之作。”