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从古代到现代：生物可降解聚合物的演变之旅！
随着塑料污染问题的日益严重，生物可降解聚合物逐渐成为全球关注的焦点。这些聚合物能够经由微生物的作用最终分解成为对环境无害的物质，这使它们成为解决环境问题的关键。然而，生物可降解聚合物的发展历程及其多样化的应用并不止于此，今天我们将带你探索这一特殊天下的发展演变。
历史
生物可降解聚合物的历史悠久，自古以来就有人类对其进行利用。最早的可降解材料之一是「肠缝合线」，通常用于外科手术，这种材料的使用可以追溯到公元前100年。肠缝合线是由羊的肠子制成的，现代则多用于提纯自牛、羊或山羊肠道的胶原蛋白。
1992年，全球多位生物可降解聚合物领域的专家齐聚一堂，探讨该领域的定义和标准。
随着科技的进步，1980年代开始出现合成生物可降解塑料的概念。尤其是在2012年，康奈尔大学的乔治·科茨教授获得了「总统绿色化学挑战奖」，进一步推动了该领域的发展。
结构与性质
生物可降解聚合物的性质与其结构息息相关，通常这些聚合物由酯、酰胺或醚键组成。这些聚合物可以分为两大类：一类是「农业聚合物」，如来自植物的多糖；另一类是「生物聚酯」，由微生物或合成单体制成。
生物可降解聚合物必须稳定耐用，但在处置时则应能够轻易降解。
除了结构，这些聚合物的水溶性和分子量将影响它们的降解速度，这些特征在应用于药物释放和医疗材料时尤为重要。
合成
生物可降解聚合物的合成主要依赖于聚酯的合成，通常通过直接缩合、环开聚合等方式进行。特别地，环开聚合的使用允许快速高效地生成聚酯，然而需要持续去除副产物水以促进反应进行。
金属催化剂的使用已被批准作为食品添加剂，然而在生医用途上仍存在一些担忧。
另外，为了提升机械性能，许多生物聚合物会与其他聚合物进行混合或复合，这样不仅可以增强强度，还能改善加工性能。
降解机制
生物可降解聚合物的降解过程通常分为物理降解和生物降解两大类别。物理降解可包括水解及光降解等，而生物降解又可细分为有氧及无氧过程。
生物降解聚合物的最终目标是完全降解为无毒的气体、水和其他无机盐。
除了聚合物本身的性质，环境因素如 pH 值、温度及微生物的种类等，也都会影响降解过程。
应用与用途
生物可降解聚合物在医学、农业及包装等多个领域中展现出巨大的潜力，尤其是在药物释放系统中越来越受到重视。这些聚合物的生物相容性和可控降解的特性，使它们成为针对特定部位释放药物的理想载体。
例如，聚乳酸（PLA）和聚（乳酸-共-乙醇酸）被广泛应用于抗癌药物的传递。
随着技术的进步，这些材料也被用于组织工程及再生医学中，以支持再生和修复受损的组织和器官。
而在包装领域，PLA等生物可降解聚合物被逐渐替代传统的石油衍生材质，帮助减少废物。
未来的展望
随着科学界日益关注环境问题，生物可降解聚合物的研究和应用只会持续增加。然而，面对其在性能、安全性及成本上的挑战，我们是否能找到创新的解决方案，以真正实现绿色发展呢？
