聚氨酯泡沫無(wú)處不在，通常用于需要使用輕質(zhì)材料作為緩沖或結(jié)構(gòu)支撐的地方。但是，生產(chǎn)這種泡沫所用的化學(xué)物質(zhì)可能致癌。據(jù)外媒報(bào)道，克萊姆森大學(xué)（Clemson University）等機(jī)構(gòu)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種以植物為基礎(chǔ)的聚氨酯泡沫替代品。這種材料更加環(huán)保，可用于絕緣材料、汽車(chē)座椅和其他類型的緩沖材料。

通常情況下，聚氨酯由多元醇和異氰酸酯快速發(fā)生反應(yīng)而制成。研究人員進(jìn)行了大量工作，以替代聚氨酯泡沫中的多元醇成分，而大部分異氰酸酯成分則無(wú)法去除。相比之下，生物基泡沫中不含這種成分。

研究人員使用造紙業(yè)的副產(chǎn)品——木質(zhì)素，制造了一種耐用的生物泡沫。另外，使用植物油固化劑，使最終材料具有彈性和韌性。這項(xiàng)創(chuàng)新的核心在于能夠制造一種“凝膠”體系。這些材料彼此兼容，而且可以迅速形成凝膠。通過(guò)添加發(fā)泡劑，就可以產(chǎn)生與聚氨酯泡沫相關(guān)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不均勻，難以轉(zhuǎn)化為可用的化學(xué)物質(zhì)。研究人員利用這種結(jié)構(gòu)創(chuàng)建了化學(xué)鍵網(wǎng)絡(luò)（a network of bonds），據(jù)稱是世界上第一種基于木質(zhì)素的非異氰酸酯泡沫。這種泡沫還可以回收利用，因?yàn)榫哂谢瘜W(xué)鍵，可以在形成化學(xué)網(wǎng)狀物后將其拉開(kāi)。用于生產(chǎn)泡沫的主要成分，可以被提取并再次利用。

聚氨酯泡沫是世界上第六大產(chǎn)量塑料，也是回收率最低的材料之一。為了滿足耐用性需求，這類材料可在環(huán)境中保留數(shù)代時(shí)間之久，從而加劇了世界海洋、陸地和空氣中的塑料污染問(wèn)題。研究人員表示，這種純生物基來(lái)源的泡沫，解決了碳中和問(wèn)題，而且可以通過(guò)回收賦予廢棄物附加價(jià)值。研究人員希望，受這些泡沫的啟發(fā)，其他人可以在設(shè)計(jì)塑料時(shí)考慮到整個(gè)生命周期，盡量避免產(chǎn)生廢棄物。

研究人員表示，其開(kāi)發(fā)的初始版本生物基泡沫是一種剛性材料，適合建筑用泡沫芯板或冰箱隔熱材料。另外，還開(kāi)發(fā)了一種輕巧靈活的版本，可用于緩沖和包裝應(yīng)用。初步測(cè)試顯示，這些材料在潮濕條件下具有良好的耐用性，有望投入商用。

聚氨酯泡沫的用途廣泛。研究人員致力于將最初發(fā)現(xiàn)的配方轉(zhuǎn)化為前體庫(kù)。這些前體可以混合以產(chǎn)生所需的特性（如強(qiáng)度和耐洗性），從而滿足不同的應(yīng)用。