來自帕德博恩大學、哈姆-利普施塔特應用科學大學和亞琛-馬斯特里赫特生物基材料研究所 (AMIBM) 的科學家正在研究基于乳酸的新型環(huán)保塑料產品。其目的是為光學應用開發(fā)可持續(xù)材料，例如前燈、透鏡、反射器和光導。到目前為止，這些產品都是由石油基塑料制成的，如聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，它們會污染自然和環(huán)境。該研究項目由德國聯邦食品和農業(yè)部 (BMEL) 資助，金額約為 885,000 歐元，是其“可再生資源”資助計劃的一部分。該項目由 AMIBM 協調，由哈姆利普施塔特應用科學大學發(fā)起，
盡管做出了種種努力，但不受限制地生產石油基塑料產品仍然是標準做法。對基于可再生資源的替代品的呼吁不僅在科學界和政治界越來越響亮，而且也在社會中被聽到。“目前，重點是材料要求較低的應用和銷量較高的市場。光學材料領域正在取得一些進展。例如，以“改性聚碳酸酯”的形式，異山梨醇——一種可再生資源——被用作塑料中的第二單體。這些材料用于顯示器和光學薄膜——盡管目前很少使用，”帕德博恩大學化學系的克勞斯·胡伯教授說，他是該大學項目的負責人。馬斯特里赫特大學的 Gunnar Seide 教授解釋說：“不幸的是，可持續(xù)性還不是消費者的賣點。當然，這是預期的，但價格昂貴。這意味著我們需要具有成本效益的技術特性的可持續(xù)高性能聚合物。這就是我們計劃通過 PLANOM 項目實現的目標。”
科學家的目標是使用生物塑料系列中的特定原材料作為車燈和前燈的光學材料。聚丙交酯已成為合適的候選者。“聚丙交酯或聚乳酸是從可再生原料中獲得的，是在碳水化合物發(fā)酵過程中產生的，這一過程稱為“乳酸發(fā)酵”。例如，我們從酸菜中就知道了這一點。通過我們的方法，我們解決了傳統(tǒng)聚合物材料的幾個問題。轉向短期可再生資源有助于建立不依賴石油的材料經濟，同時顯著減少 CO2排放量，從而有助于實現《巴黎協定》的目標。第三個方面涉及查看整個材料生命周期。由于回收概念，這主要涉及避免使用微塑料，并評估生物降解性。作為一種完全基于生物的聚合物，聚丙交酯在某些條件下可以完全降解。這減少了它留在大自然中的時間。除了必要的特定應用特性外，這些也是工業(yè)轉向此類替代材料的主要動力。”聚乳酸不僅在可持續(xù)性方面具有優(yōu)勢：“它還具有非常好的光學特性，可用于電磁光譜的可見區(qū)域。此外，聚乳酸的生產能力巨大。與傳統(tǒng)聚合物相比，這使其具有相對價格競爭力，
最初正在研究聚乳酸與 LED 的結合使用，LED 是眾所周知的高效環(huán)保光源。Huber 解釋說：“特別是極長的使用壽命和可見光譜短波端發(fā)出的輻射，即 LED 光的高藍色成分，對光學材料提出了極高的要求。”這意味著需要使用極其耐用的材料。問題：聚乳酸在 60 攝氏度左右就會軟化。然而，基于 LED 的燈在使用時可以達到高達 80 度的溫度。另一個挑戰(zhàn)是其結晶行為。在大約 60 度時，會形成微晶，使材料變得混濁。科學家們正在努力要么完全避免微晶的形成，要么用受控結晶代替這一過程，從而只形成尺寸不干擾光的微晶。“該項目旨在首次將聚乳酸用于高性能技術照明應用，特別是作為自行車前燈的透鏡材料。為此，我們正在與邁納扎根的 Busch und Müller 公司密切合作。其他照明公司，包括位于 Lippstadt 的 HELLA，也對我們正在取得的進展感興趣，并且看到在其產品中使用可持續(xù)解決方案的需求不斷增長。在利普施塔特，
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