科學家研發新生物降解黏合劑 瞄準價值500億美元龐大市場

eric955168

作者 TechNews編輯台｜發布日期 2025年01月22日 17：00

科羅拉多州立大學（CSU）的研究團隊與合作夥伴共同開發出一種創新的黏合劑聚合物，其強度不僅超越市售產品，更具備可生物降解、可客製化和可重複使用的多重優勢。

該研究團隊由科羅拉多州立大學化學系Eugene Chen教授領軍，並與美國國家再生能源實驗室的Gregg Beckham和加州大學柏克萊分校的Ting Xu教授及其團隊合作。他們成功地對天然聚合物P3HB進行化學改性，使其成為一種堅固耐用且環保的黏合劑。

傳統黏合劑可以被替代嗎？

黏合劑在各行業中扮演著至關重要的角色，從汽車製造到包裝、電子、太陽能和建築，構成了一個規模高達500億美元的龐大市場。然而，傳統黏合劑大多由石油提煉而成，難以回收，加劇了全球塑膠廢棄物的問題。為了解決此一困境，研究團隊結合實驗、模擬和製程建模等方法，成功開發出這種環保聚合物，可望成為傳統黏合劑的可行替代品。

Chen教授表示，P3HB是一種天然、生物基且可生物降解的聚合物，可由微生物在適當的生物條件下產生。雖然天然的P3HB不具黏性，但透過化學改性，研究團隊成功地改變了其結構，使其在鋁、玻璃和鋁等各種基材上展現出比常見的石油衍生、不可生物降解黏合劑更強的黏附力。此外，這種重新設計的P3HB黏合劑的黏著強度還可以根據不同應用需求進行調整。

該研究的共同主要作者，CSU博士生Ethan Quinn和博士後研究員Zhen Zhang表示，他們負責領導該材料的創造和測試工作。他們開發了P3HB膠棒樣品，並使用市售膠槍進行測試，發現其在密封紙板箱和鋼板等方面的性能表現優異。資料顯示，這種新型黏合劑的性能遠遠優於典型的熱熔選項，可承受高達20磅的重量，而現有黏合劑則只能承受約15磅。

▲科學家檢視生物降解黏合劑強度的重量系統。（Source：科羅拉多州立大學）

P3HB黏合劑的環境優勢

Eugene Chen教授指出，雖然許多人意識到一次性水瓶帶來的問題，但黏合劑所帶來的挑戰更為嚴峻，且缺乏有效的解決方案。他指出這次的研究方法提供了一種可生物降解的材料，可用於各種行業，且強度可調整，甚至比現有選項更高。

P3HB黏合劑在多種環境下都可生物降解，包括垃圾掩埋場等；這意味著它能在土壤或海水中自然分解，擴大了材料生命週期結束時的處理選項。此外，P3HB黏合劑還可以回收、再加工和再利用，進一步提升了其環境優勢。

研究成果已發表在《科學》期刊。