生物基尼龍

劉玉飛 王艷平

從牙刷到襪子再到電器，提起尼龍，我們并不陌生。它來到這個世界將近100年，卻始終伴隨著難以消散的污染。而現在，用我們常見的植物油、葡萄糖、植物秸稈都能制造出更綠色、更環保的生物基尼龍。

“脫胎換骨”的新型尼龍

自古以來，人類就知道從大自然中獲取纖維材料。亞麻、棉紗、麻繩來自植物，羊毛、絲綢則來自動物，它們都是天然纖維。當人類開始模仿桑蠶吐絲，用化學合成的方法生產纖維，便誕生了世界上第一種合成纖維——尼龍。

尼龍，學名聚酰（xiān）胺（àn），其出現為高分子化學學科奠定了理論基礎。因具有耐磨、耐腐蝕、柔韌、吸濕、質量輕等特性，自工業化以來，尼龍被廣泛應用于機械、紡織、電子電器等領域。

傳統尼龍被稱作石油基尼龍，因為制作它的原料來自不可再生的石油資源。不僅如此，其生產過程中還會排放大量的廢水和溫室氣體。化石能源日益枯竭、全球變暖日漸加劇，因此，科研人員發明出了更加節能環保的生物基尼龍。

生物基尼龍這個大家庭的種類很多，根據其原料及聚合方式的不同有各自的名字。密度更小、吸水性更低的生物基尼龍12，不僅可以為龐大的汽車“減重”，還能讓牙刷保持不變形；完全誕生于蓖麻油的生物基尼龍11，已經應用于汽車零部件、食品包裝、3D打印等領域；富有彈性和吸水性的生物基尼龍56，正改變著服裝領域，還成了保護人們生命的安全氣囊。

?生物基尼龍的生產流程示意圖（繪圖/閆麗真）

?傳統尼龍纖維的生產過程（繪圖/閆麗真）

于植物中凝聚

生物基尼龍就像植物一樣，可以從各種生物資源中“長”出來。將小麥、水稻、玉米等植物的秸稈浸入水中，再放入一些特定的菌株進行發酵，這些菌株在發酵過程中不斷代謝，產生新的物質。將發酵后得到的物質分離純化（常見的分離純化方法包括過濾、蒸餾、萃取等，可以將混合物中的不同成分分離出來），可以得到二元羧（suō）酸和二元胺。

二元羧酸與二元胺反應，會產生尼龍鹽（為白色針狀結晶，是生產尼龍的重要原料），尼龍鹽不斷聚合，最終變為高分子的生物基尼龍。部分種類的生物基尼龍還可以降解，再次回到這個循環之中。生物基尼龍就這樣在循環之中改變著人們的生活。

目前，很多生物基尼龍的生產過程中還有化工產品的身影，但它們已經在悄悄改變著二氧化碳的排放量。未來，它們會與植物和微生物共存，成為“碳中和”的先鋒軍。

知識鏈接

“數”出它們的名字——二元羧酸與二元胺

二元羧酸與二元胺是生產尼龍的重要原料，而它們的名字是“數”出來的。

分子中含有羧基的化合物被稱為羧酸，它離我們的生活并不遙遠，藏身于醋中的醋酸便是羧酸中的一員。羧基由1個碳原子、2個氧原子和1個氫原子組成，化學物質中含有1個羧基的是一元羧酸，含有2個羧基的便是二元羧酸。

二元胺的名稱由來與二元羧酸相似。氨是一種味道極其難聞的化合物，有3個氫原子和1個氮原子。將其與碳氫化合物進行反應后，它的氫原子會被置換掉，產生的新物質便是胺類。化學物質中含有1個胺基的是一元胺，含有2個胺基的便是二元胺。

（責任編輯 / 牛一名? ? 美術編輯 / 韋英章）