阿克伦大学(UA)教授在生物塑料方面的最新发展有可能在未来塑料的可持续性方面取得重要进展。在UA高分子科学与聚合物工程学院的王世清博士的实验室中，该团队致力于研究，展示了将脆性聚合物转变为坚韧而柔软的材料的有效策略。例如，该小组最近生产了一种原型的聚乳酸(PLA)杯，该杯透明，超韧并且在装满沸水时不会收缩。

目前担任锦湖聚合物科学教授的王说：“塑料已经成为我们日常生活的重要组成部分，尽管大多数不能回收利用，因此会堆积在垃圾填埋场中。” “一些有前途的可生物降解/可降解替代品，例如PLA，通常不足以替代传统的基于化石燃料的聚合物，例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，因为这些可持续材料易碎。”

密歇根州立大学化学工程与材料科学系的杰出教授，生物塑料领域的著名科学家Ramani Narayan博士说，王的研究有可能在PLA市场上取得突破。

Narayan说：“ PLA是世界上最重要的100%生物基且完全可堆肥的聚合物。” “但是它具有较低的韧性和较低的热变形温度。它在140华氏度左右会软化并在结构上塌陷，使其无法在许多热食品包装应用和一次性容器中使用。Wang博士的研究可能是具有破坏性的技术，因为他的原型PLA杯是坚硬，透明但又坚硬，不能盛沸水。”

Wang在UA任教20年，一直在尝试建立一个知识库，以了解各种塑料的加工-结构-性能关系，并运用最新的知识来应对PLA的臭名昭著的脆性。

为了解释他的原型PLA杯如何能够获得延展性并实现耐热性的科学依据，Wang使用了煮熟的面的类比。如果将熔融的PLA放大一百万倍，则每个链状分子将看起来像一串面条，长度为几米。为了使热塑性塑料(包括PLA)坚韧，重要的是结晶过程不能消除或破坏“面条股”的缠结。

王称这种交织的结构为“链网”。通过这样的结构，任何人都可以用一双筷子从碗中取出几乎所有的面条。如果正确操作，此链状网络可确保PLA饮料杯在机械上坚固而不会结晶。但是，当将沸水倒入其中时，这样的商用杯会崩溃。王说：“用通常结晶的聚乳酸制成的杯子可以容纳沸水，但非常脆且不透明。”

通过研究半结晶聚合物的延展性起源，Wang的研究小组发现了一种方法，可以将PLA中的晶体限制在纳米级，同时保留网络，从而形成透明，坚韧且耐热的杯子。这种透明的杯子可以盛装热茶和咖啡，并且可以代替市场上大多数塑料饮料杯。

Wang说：“我们新认识的影响最终将刺激PLA市场成倍增长。”