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自從 20 世紀(jì) 30 年代尼龍一詞被用來描述由兩種聚酰胺制成的纖維以來，這種材料就以多種方式穩(wěn)步進(jìn)入我們的生活。 它重量輕但堅(jiān)固，使其成為從發(fā)動(dòng)機(jī)部件和機(jī)器零件到風(fēng)衣、繩索甚至人造肌肉等各種材料的理想選擇。

這是因?yàn)樯a(chǎn)尼龍的化學(xué)提取過程始于煉油廠的一種名為苯酚的廢品。 這種物質(zhì)在氫氣的高溫高壓作用下首先產(chǎn)生環(huán)己醇，然后產(chǎn)生己二酸，這種化學(xué)物質(zhì)約占尼龍結(jié)構(gòu)的 50%。 這種能源密集型過程會釋放出世界上約 10% 的一氧化二氮，這種溫室氣體對全球變暖的影響是二氧化碳的 265 倍。

據(jù)一項(xiàng)估計(jì)，考慮到汽車行業(yè)預(yù)計(jì)全球尼龍產(chǎn)量將同比增長 6.4%，德國萊比錫大學(xué)的研究人員開始尋找一種使該材料的生產(chǎn)更加環(huán)保的方法。

首先，他們專注于另一種從苯酚中獲取己二酸的方法。 他們通過在將苯酚轉(zhuǎn)化為環(huán)己醇的過程中引入電流而取得了成功。

研究合著者法爾克·哈尼施 (Falk Harnisch) 表示：“其背后的化學(xué)轉(zhuǎn)化與既定過程中的化學(xué)轉(zhuǎn)化相同。然而，電化學(xué)合成用電能代替氫氣，這種合成在水溶液中進(jìn)行，只需要環(huán)境壓力和溫度。”

研究人員使用了一項(xiàng)早期研究中證實(shí)的過程，其中臺灣假單胞菌（臺灣假單孢菌）負(fù)責(zé)將環(huán)己醇轉(zhuǎn)化為己二酸。

最后，為了進(jìn)一步凈化這一過程，研究人員嘗試從木質(zhì)素中提取苯酚，木質(zhì)素是木材工業(yè)的副產(chǎn)品，已被視為塑料替代品、更好的飲用吸管的基礎(chǔ)以及更環(huán)保的 3D 打印材料。 利用電化學(xué)過程，他們成功地將木質(zhì)素一直轉(zhuǎn)化為己二酸。 然而，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，22 小時(shí)工藝的 57% 收率需要大幅提高才能用作苯酚的替代品。

“我們的目標(biāo)是使整個(gè)尼龍生產(chǎn)鏈變得環(huán)保，”法尼什說。 “如果我們使用生物基廢物作為原料并使合成過程可持續(xù)，這是可能的。”