Биопена

Биопены представляют собой биологические или биологически полученные пены , составляющие легкие и пористые ячеистые твердые вещества. Относительно новый термин, его использование в научных кругах началось в 1980-х годах в отношении накипи, образующейся на установках с активным илом. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

Биопена — это широкий общий термин, который охватывает широкий спектр тем, включая пены природного происхождения, а также пены, полученные из биологических материалов, таких как соевое масло и целлюлоза . Биопены являются предметом постоянных исследований, поскольку синтезированные биопены рассматриваются как альтернатива традиционным пенам на нефтяной основе. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Из-за разнообразной природы синтезированных пенопластов они могут иметь различные характеристики и свойства материала, которые делают их пригодными для упаковки , изоляции и других применений.

Пены природного происхождения

Пены могут образовываться естественным путем в различных живых организмах. Например, дерево, пробка и растительные материалы могут иметь пенопластовые компоненты или структуры. ^{[ 6 ]} Грибы обычно состоят из мицелия , который состоит из полых нитей хитиновых нановолокон , связанных с другими компонентами. ^{[ 7 ]} Части животных, такие как губчатая кость , панцири мечехвостов , тукана клювы , губка , коралл, перья и рога , содержат пенообразные структуры, которые уменьшают общий вес за счет других свойств материала. ^{[ 6 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Такие структуры, как кости, рога и панцири, состоят из прочных материалов, внутри которых находятся более слабые, но более легкие материалы. Кости, как правило, имеют компактные, плотные внешние области, которые защищают внутреннюю пенообразную губчатую кость. ^{[ 6 ]}^{[ 8 ]} Тот же принцип применим к панцирям мечехвостов, клювам тукана и рогам. ^{[ 6 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Зубцы и стержни перьев также содержат пену с закрытыми порами. ^{[ 6 ]}^{[ 11 ]}

Защитные пены могут образовываться извне родительскими организмами или яйцами, взаимодействующими с окружающей средой: смешать яйца с морской водой для создания пены на жидкой основе; яйца древесных лягушек растут в белковых пенах над и на воде (см. рисунок 1); некоторые пресноводные рыбы откладывают икру в поверхностную пену из слизи; Глубоководные рыбы откладывают икру в плавательных пузырях из двухслойной пены; а некоторые насекомые сохраняют личинки в пене. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Биомиметические синтетические пены

Соты

Соты относятся к биотехнологическим моделям, которые обеспечивают легкую конструкцию энергопоглощающих структур. Сотовый дизайн можно обнаружить в различных структурных биологических компонентах, таких как губчатая кость и сосудистая сеть растений . Биологически вдохновленные сотовые структуры включают соты Кельвина , Вейра и Флорита (см. рисунок 2); каждая из них имеет немного другую структуру по сравнению с натуральными шестиугольными сотами . Эти вариации биологической конструкции позволили значительно улучшить результаты поглощения энергии по сравнению с традиционным гексагональным сотовым биопенопластом. ^{[ 14 ]}

Из-за этих повышенных характеристик поглощения энергии исследуются сотовые конструкции для использования внутри зон деформации транспортных средств . Используя сотовые конструкции в качестве внутреннего ядра и окружая конструкцию более жесткой структурной оболочкой, эти компоненты могут поглощать энергию удара во время аварии и уменьшать количество энергии, которую испытывает водитель. ^{[ 15 ]}

Аэрогель

Аэрогели способны заполнять большие объемы с минимальным количеством материала, обладая особыми свойствами, такими как низкая плотность и низкая теплопроводность . Эти аэрогели, как правило, имеют внутреннюю структуру, подразделяемую на открытые или закрытые клеточные структуры. ^{[ 17 ]} та же самая клеточная структура, которая используется для определения многих трехмерных сотовых биопен. Аэрогели также разрабатываются так, чтобы отражать внутреннюю пенистую структуру шерсти животных (см. Рисунок 3). Эти биомиметические аэрогели активно исследуются на предмет их многообещающих эластичных и изоляционных свойств. ^{[ 16 ]}

Свойства материала

Пенистые клеточные структуры

Пенопласт считается открытым, если хотя бы две его грани представляют собой отверстия, а не стенки. ^{[ 18 ]} В этом случае вся нагрузка на пенопласт приходится на поперечины, составляющие края ячейки. ^{[ 6 ]} Если не более чем в одной из стенок ячейки имеются отверстия, пенопласт считается закрытоячеистым по своей природе. ^{[ 18 ]} Для большинства синтетических пен наблюдается смесь как закрытых, так и открытых ячеек из-за разрыва ячеек в процессе вспенивания и последующего затвердевания матрицы. ^{[ 18 ]}^{[ 5 ]}

Механические свойства пены тогда зависят от характера закрытых ячеек пены, как установили Гибсон и Эшби: ^{[ 19 ]}

$\left({\frac {E}{E_{s}}}\right)\propto \left({\frac {\rho }{\rho _{s}}}\right)^{2}\left({\frac {1}{(1+\phi )^{2}}}\right)\left[1+{\frac {\rho }{\rho _{s}}}({\frac {\phi ^{3}}{1+\phi }})\right]$

Где E — модуль упругости , ρ — плотность материала, φ — отношение объема грани к объему края материала, а индекс s обозначает объемные свойства материала, а не свойства материала. образец пены.

Жидкие и твердые пены

Для многих полимерных пен затвердевшая пена образуется путем полимеризации и вспенивания жидкой полимерной смеси с последующим затвердеванием этой пены. ^{[ 5 ]}^{[ 12 ]}^{[ 18 ]}^{[ 3 ]} Таким образом, эффекты старения жидкой пены действительно происходят до затвердевания. В жидкой пене гравитационные силы и внутреннее давление вызывают течение жидкости к нижней части пены. ^{[ 12 ]}^{[ 20 ]} Это приводит к тому, что некоторые ячейки пены формируются в неправильные многогранники в виде стоков жидкости, которые являются менее стабильными структурами, чем сферические структуры традиционной пены. ^{[ 12 ]} Однако эти структуры можно стабилизировать присутствием поверхностно-активного вещества . ^{[ 20 ]}

Структура пены до затвердевания является по своей природе нестабильной, поскольку присутствующие пустоты значительно увеличивают поверхностную свободную энергию структуры. ^{[ 12 ]}^{[ 20 ]} В некоторых синтетических биопенах можно использовать поверхностно-активное вещество, чтобы снизить поверхностную свободную энергию пены и, следовательно, стабилизировать пену. В некоторых натуральных биопенах белки могут действовать как поверхностно-активные вещества, способствующие образованию и стабилизации пены. ^{[ 12 ]}

Армирование волокнами

Во время затвердевания синтетических биопен в качестве упрочнителя матрицы можно добавлять волокна. ^{[ 18 ]}^{[ 4 ]} Это дополнительно создаст гетерогенное место зародышеобразования для воздушных карманов самой пены во время процесса вспенивания. ^{[ 18 ]} Однако по мере увеличения содержания клетчатки она может начать тормозить формирование клеточной структуры матрикса. ^{[ 4 ]}

Приложения

Упаковка

Что касается упаковки, эти биопены составляют крахмалы и биополиэфиры, поскольку они являются адекватной заменой пенополистирола. ^{[ 22 ]} Полимолочные кислоты (PLA) являются распространенной формой основы этих биопен, поскольку они предлагают замену пенопластам на основе полиолефинов , которые обычно используются в автомобильных деталях, фармацевтических продуктах и производстве одноразовой упаковки с коротким сроком службы из-за их биологического происхождения. и биоразлагаемые свойства. ^{[ 23 ]} PLA образуется в результате образования лактида, полученного из молочной кислоты в результате бактериальной ферментации посредством полимеризации с раскрытием кольца, процесс которой показан на рисунке 4. ^{[ 21 ]}

PLA не обладает наиболее желательными свойствами биоразлагаемости в упаковочной промышленности, поскольку он имеет низкую температуру тепловой деформации и имеет неблагоприятные водобарьерные характеристики. ^{[ 22 ]} С другой стороны, было показано, что PLA обладает желаемыми упаковочными свойствами, включая высокие барьерные свойства для ультрафиолетового света, а также низкие температуры плавления и стеклования. ^{[ 24 ]} Недавно PGA был внедрен в упаковочную промышленность, поскольку он является хорошим растворителем и сравним с PLA. В таблице 1 показаны характеристики обеих биопен и их сравнение. ^{[ 25 ]} Как показано, PGA имеет прочную стереохимическую структуру, что, в свою очередь, обуславливает его высокие барьерные и механические свойства, что делает его желательным для упаковочной промышленности. ^{[ 25 ]} Исследование смешивания PGA и PLA было изучено с использованием сополимеризации , чтобы PGA помог улучшить барьерные свойства PLA при использовании в упаковке. ^{[ 25 ]}

	Тс (°С)	Тм (°С)	Предел прочности (МПа)	Модуль Юнга (ГПа)	Удлинение при разрыве (%)	Прочность на изгиб (МПа)	Модуль упругости при изгибе (ГПа)
НОАК	57-58	140-180	53	2.4	5	92	3.4
ПГА	35-40	220-230	115	7	16.4	222	7.8

Таблица 1: Свойства PLA по сравнению с PGA. ^{[ 25 ]}

Биомедицинский

Наиболее популярной биопеной при использовании биомедицинских устройств также является PLA. Свойства PLA также желательны в биомедицинских целях, особенно в сочетании с другими полимерами. ^{[ 26 ]} В частности, его биосовместимость и биоразлагаемость делают его подходящим для тканевой инженерии за счет использования 3D-печати FDM. ^{[ 26 ]} PLA хорошо себя зарекомендовал в таких условиях печати, поскольку его температура стеклования и память формы невелики. ^{[ 21 ]} В недавних исследованиях PLA специально комбинировали с гидроксиапатитом (HA), чтобы сделать модуль образца более благоприятным для его применения при восстановлении разрушения костной ткани. ^{[ 26 ]} В частности, в тканевой инженерии также было показано, что ГК генерирует остеогенез , запуская остеобласты и преостеобластические клетки. ^{[ 27 ]} HA — прочный материал, поэтому его идеально добавлять в PLA, поскольку PLA имеет слабую ударную вязкость с удлинением до разрушения 10%. ^{[ 26 ]} Была использована 3D-печать на основе FFF, а также испытания на сжатие, показанные на рисунке 5. ^{[ 21 ]} Результаты показали, что образец обладает способностью к самовосстановлению, которую можно использовать в определенных биомедицинских практиках. ^{[ 21 ]}

Воздействие на окружающую среду

В связи с недавним вниманием к изменению климата, глобальному потеплению и устойчивому развитию, возникла новая волна исследований, касающихся создания и устойчивости биоразлагаемых продуктов. Эти исследования расширились и включили создание биоразлагаемых биопен с намерением заменить другие пены, которые могут быть вредными для окружающей среды или чье производство может быть неустойчивым. Следуя этому принципу, Gunawan et al. ^{[ 28 ]} провела исследование для разработки «коммерчески значимых полиуретановых продуктов, которые могут биоразлагаться в естественной среде». ^{[ 28 ]} Одним из таких продуктов являются шлепанцы, поэтому в рамках исследования был прототип шлепанцев, изготовленных из полиуретана, полученного из водорослей (см. Рисунок 7). ^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}^{[ 31 ]} Это исследование в конечном итоге привело к выводу, что как в компостной , так и в почвенной среде (в каждой среде присутствуют разные микроорганизмы) происходит значительная деградация полиуретановой пены, изготовленной из масла водорослей. ^{[ 28 ]}

Аналогичным образом, были проведены исследования, в которых масло водорослей (AO) и остаточное пальмовое масло (RPO) были добавлены в пенополиуретан в различных соотношениях, чтобы определить, какое соотношение имеет оптимальную биоразлагаемость. RPO извлекается из отходов завода по производству пальмового масла и является побочным продуктом этого производственного процесса. После прохождения испытаний на определение биоразлагаемости, а также термогравиметрического анализа команда определила, что материал можно использовать в таких областях, как изоляция или антипирены, в зависимости от соотношения AO/RPO. ^{[ 5 ]}

Еще одним направлением исследований биопены является разработка биопен, которые не только биоразлагаемы, но также экономически эффективны и требуют меньше энергии для производства. Луо и др. провели исследования в этой области биопен и в конечном итоге разработали биопену, которая производится из «более высокого содержания природных биоресурсов» и с использованием «минимального [количества] стадий обработки». ^{[ 32 ]} Этапы обработки включают метод приготовления пены в одном котле, опубликованный Ф. Чжаном и С. Луо в их статье о разработке полиуретановых биопен в качестве альтернативы пенам на основе нефти для конкретных применений. ^{[ 33 ]}

Текущие исследования

Были предприняты исследовательские усилия по использованию натуральных компонентов при создании потенциально биоразлагаемых пенопластовых продуктов. Мицелий (рис. 8), хитозан (рис. 9), пшеничная клейковина (рис. 10) и целлюлоза (рис. 11) использовались для создания биопен для различных целей. ^{[ 7 ]}^{[ 34 ]}^{[ 35 ]}^{[ 18 ]} Пример пшеничного глютена использовался в сочетании с графеном, чтобы попытаться создать проводящую биопену. ^{[ 35 ]} Примеры биопены на основе мицелия, хитозана и целлюлозы призваны стать экономически эффективными вариантами материалов с низкой плотностью. ^{[ 7 ]}^{[ 34 ]}^{[ 18 ]}

На рисунке 8: а) показан блок биопены мицелия и б) показано его изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. ^{[ 7 ]}
Рисунок 9: На этих изображениях, полученных сканирующей электронной микроскопией в открытом доступе, показана биопена на основе хитозана при двух разных увеличениях. ^{[ 34 ]}
Рисунок 10: Изображения пены на основе пшеничной клейковины, полученные сканирующей электронной микроскопией в открытом доступе. ^{[ 35 ]}
Рисунок 11: Изображения соевого масла и пены из целлюлозного волокна, полученные сканирующей электронной микроскопией в открытом доступе. ^{[ 18 ]}

Ссылки

^ Блэколл, Линда Л.; Харберс, Энн Э.; Гринфилд, ПФ; Хейворд, AC (1 ноября 1988 г.). «Проблемы актиномицетов на австралийских установках с активным илом» . Водные науки и технологии . 20 (11–12): 493–495. дои : 10.2166/wst.1988.0333 . ISSN 0273-1223 .
^ Хао, О.Дж.; Стром, П.Ф.; Ву, YC (апрель 1988 г.). «Обзор роли нокардиоподобных нитей в пенообразовании активного ила» . Вода СА . 14 (2): 105–110. ISSN 0378-4738 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Тан, Суцинь; Авраам, Тим; Ференс, Дон; Макоско, Кристофер В. (июнь 2011 г.). «Жесткие пенополиуретаны на основе полиола на основе соевого масла» . Полимер . 52 (13): 2840–2846. doi : 10.1016/j.polymer.2011.04.040 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Али, Эрни Сюзана; Зубир, Сязана Ахмад (2016). Каддуми, Н.; Кох, С.-К.; Девлин, Дж. (ред.). «Механические свойства жесткого полиуретанового биопенопласта средней плотности» . Сеть конференций MATEC . 39 : 01009. doi : 10.1051/matecconf/20163901009 . ISSN 2261-236X .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Чаварро Гомес, Хавьер; Закария, Рабита; Аунг, Мин Мин; Мохтар, Мохд Норизнан; Юнус, Робиа Бинти (ноябрь 2020 г.). «Характеристика новых жестких пенополиуретанов из остаточного пальмового масла и масла водорослей» . Журнал исследований материалов и технологий . 9 (6): 16303–16316. дои : 10.1016/j.jmrt.2020.11.095 . S2CID 229404410 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Мейерс, Марк Андре; Чен, По-Ю; Лин, Альберт Ю-Мин; Секи, Ясуаки (1 января 2008 г.). «Биологические материалы: Структура и механические свойства» . Прогресс в материаловедении . 53 (1): 1–206. дои : 10.1016/j.pmatsci.2007.05.002 . ISSN 0079-6425 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ислам, г-н; Тудрин, Г.; Бучинелл, Р.; Шадлер, Л.; Пику, RC (15 декабря 2018 г.). «Стохастическая континуальная модель биопены на основе мицелия» . Материалы и дизайн . 160 : 549–556. дои : 10.1016/j.matdes.2018.09.046 . ISSN 0264-1275 . S2CID 53638260 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Гибсон, Лорна Дж.; Эшби, Майкл Ф. (1 мая 1997 г.). Клеточные твердые вещества . Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/cbo9781139878326 . ISBN 978-0-521-49911-8 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Чен П.Ю., Лин А.М., Мейерс М.А., МакКиттрик Дж.М. J Mech Behav Biol Mater, представлено для публикации.
^ М. Дж. Френкель и Дж. М. Гиллеспи Aust J Biol Sci, 29 (1976), стр. 467-479.
^ Бодде С.Г., Секи Ю., Мейерс М.А. Неопубликованный результат, 2007 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Купер, Алан; Кеннеди, Малкольм В. (октябрь 2010 г.). «Биопены и натуральные белковые ПАВ» . Биофизическая химия . 151 (3): 96–104. дои : 10.1016/j.bpc.2010.06.006 . ПМЦ 2954283 . ПМИД 20615601 .
^ Джозефсон, Р.В.; Хольц, РБ; Мисок, JP; Флегер, CF (сентябрь 1975 г.). «Состав и частичная характеристика белка пены плавательного пузыря глубоководных рыб Coryphaenoides acrolepis и Antimora rostrata» . Сравнительная биохимия и физиология. Часть B: Сравнительная биохимия . 52 (1): 91–95. дои : 10.1016/0305-0491(75)90121-2 . ПМИД 1183181 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Шерман, Джон; Чжан, Вэнь; Сюй, июнь (01 декабря 2021 г.). «Характеристики поглощения энергии био-сотами: численный и теоретический анализ» . Акта Механика Солида Синика . 34 (6): 884–894. дои : 10.1007/s10338-021-00262-8 . ISSN 1860-2134 . S2CID 239636303 .
^ Ван, Чуньян; Ли, Ян; Чжао, Ваньчжун; Цзоу, СонгЧун; Чжоу, Гуань; Ван, ЮаньЛун (01 апреля 2018 г.). «Проектирование конструкции и многоцелевая оптимизация нового аварийного бокса на основе биомиметической структуры» . Международный журнал механических наук . 138–139: 489–501. дои : 10.1016/j.ijmecsci.2018.01.032 . ISSN 0020-7403 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Чжан, Хуэй-Цзинь; Ху, Я-Линь; Ли, Го, Сюй; Сюй, Ян, Юань; Линг; Луо, Си-Шэн (11 июля 2019 г.). «Биомиметический аэрогель из углеродных трубок обеспечивает сверхэластичность и теплоизоляцию» . Chem . 5 (7): 1871–1882. doi : 10.1016/j.chempr.2019.04.025 . ISSN 2451-9294 . S2CID 195548890 .
^ Ви, Сынхван; Берарди, Умберто; Лорето, Сэм Ди; Ким, Сумин (05.10.2020). «Микроструктура и термические характеристики композита аэрогель-графит-полиуретан-напыляемая пена для высокоэффективного использования тепловой энергии» . Журнал опасных материалов . 397 : 122656. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.122656 . ISSN 0304-3894 . ПМИД 32416380 . S2CID 216512107 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Обрадович, Ясмина; Воутилайнен, Микко; Виртанен, Паси; Лассила, Липпо; Фардим, Педро (6 июня 2017 г.). «Биопена, армированная целлюлозным волокном, для конструкционных применений» . Материалы . 10 (6): 619. Бибкод : 2017Mate...10..619O . дои : 10.3390/ma10060619 . ISSN 1996-1944 гг . ПМЦ 5553527 . ПМИД 28772981 .
^ Гибсон, LJ; Эшби, МФ (1982). «Механика трехмерных ячеистых материалов» . Труды Лондонского королевского общества. Серия А, Математические и физические науки . 382 (1782): 43–59. Бибкод : 1982RSPSA.382...43G . дои : 10.1098/rspa.1982.0088 . ISSN 0080-4630 . JSTOR 2397268 . S2CID 135826120 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Кржан, Марсель (12 сентября 2014 г.). «Реология влажных пен ПАВ и биопен - обзор» . Технический журнал (на польском языке). 2013 (Химия Выпуск 1-Ч (1) 2013): 10–27. дои : 10.4467/2353737XCT.14.035.2618 . ISSN 2353-737X .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Мехрпуя, Мехршад; Вахаби, Анри; Джанбаз, Шахрам; Дарафше, Араш; Мазур, Томас Р.; Рамакришна, Сирам (16 сентября 2021 г.). «4D-печать полимолочной кислоты с памятью формы (PLA)» . Полимер . 230 : 124080. doi : 10.1016/j.polymer.2021.124080 . ISSN 0032-3861 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Стандау, Тобиас; Чжао, Чуньцзин; Мурильо Кастельон, Свенья; Бонтен, Кристиан; Альтштедт, Волкер (февраль 2019 г.). «Химическая модификация и обработка пенопласта полилактида (ПЛА)» . Полимеры . 11 (2): 306. doi : 10.3390/polym11020306 . ISSN 2073-4360 . ПМК 6419231 . ПМИД 30960290 .
^ Бержере, Энн; Бенезе, Жан Шарль (2011). «Биопеноматериалы, армированные натуральным волокном» . Международный журнал полимерной науки . 2011 : 1–14. дои : 10.1155/2011/569871 . ISSN 1687-9422 .
^ Аурас, Рафаэль; Харт, Брюс; Сельке, Сьюзен (16 сентября 2004 г.). «Обзор полилактидов как упаковочных материалов» . Макромолекулярная биология . 4 (9): 835–864. дои : 10.1002/mabi.200400043 . ISSN 1616-5187 . ПМИД 15468294 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джем, К. Джим; Тан, Боуэн (01 апреля 2020 г.). «Развитие и проблемы поли (молочной кислоты) и поли (гликолевой кислоты)» . Передовые промышленные и инженерные исследования полимеров . 3 (2): 60–70. doi : 10.1016/j.aiepr.2020.01.002 . ISSN 2542-5048 . S2CID 214038377 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ДеСтефано, Винсент; Хан, Салаар; Табада, Алонзо (01 января 2020 г.). «Применение ПЛА в современной медицине» . Инженерная регенерация . 1 : 76–87. doi : 10.1016/j.engreg.2020.08.002 . ISSN 2666-1381 . ПМЦ 7474829 .
^ Бэ, Джи-Ён; Вон, Чон Ын; Пак, Чон Суб; Ли, Хэ Хён; Ким, Хэ Вон (1 октября 2011 г.). «Улучшение биологической активности поверхности биополимера полимолочной кислоты путем пескоструйной обработки биокерамикой на основе гидроксиапатита» . Материалы писем . 65 (19): 2951–2955. дои : 10.1016/j.matlet.2011.06.023 . ISSN 0167-577X .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гунаван, Наташа Р.; Тессман, Марисса; Шрайман, Ариэль К.; Симковский, Райан; Самойлов Антон Александрович; Нилакантан, Нитин К.; Бемис, Трой А.; Буркарт, Майкл Д.; Помрой, Роберт С.; Мэйфилд, Стивен П. (сентябрь 2020 г.). «Быстрая биодеградация возобновляемых пенополиуретанов с идентификацией сопутствующих микроорганизмов и продуктов разложения» . Отчеты о биоресурсных технологиях . 11 : 100513. doi : 10.1016/j.biteb.2020.100513 . S2CID 225190529 .
^ Алаа Эласар (23 августа 2020 г.). «Исследователи создают экологически чистые, биоразлагаемые шлепанцы из водорослей» . CNN . Проверено 26 апреля 2022 г.
^ «Революция флип-флопа» . ucsdnews.ucsd.edu . Проверено 26 апреля 2022 г.
^ Сегран, Элизабет (28 августа 2020 г.). «Как одна лаборатория превращает водоросли в шлепанцы и при этом борется с большим пластиком» . Компания Фаст . Проверено 26 апреля 2022 г.
^ Ло, Сяоган; Сяо, Юцинь; У, Цянсянь; Цзэн, Цзянь (август 2018 г.). «Разработка высокоэффективных биоразлагаемых жестких пенополиуретанов с использованием всех полиолов на основе биоресурсов: лигнина и полиолов, полученных из соевого масла» . Международный журнал биологических макромолекул . 115 : 786–791. doi : 10.1016/j.ijbiomac.2018.04.126 . ПМИД 29702166 . S2CID 19937030 .
^ Чжан, Фуцин; Ло, Сяоган (декабрь 2015 г.). «Систематическое исследование по замене полиолов на основе нефти полиолом на основе сои для разработки возобновляемой гибридной биопены с помощью процесса самокатализа/возрастания» . Технические культуры и продукты . 77 : 175–179. дои : 10.1016/j.indcrop.2015.08.058 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Матиас, Жан-Дени; Тессье-Дуайен, Николя; Мишо, Филипп (февраль 2011 г.). «Разработка биопены на основе хитозана: применение для обработки пористого керамического материала» . Международный журнал молекулярных наук . 12 (2): 1175–1186. дои : 10.3390/ijms12021175 . ISSN 1422-0067 . ПМК 3083698 . ПМИД 21541051 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Ву, Цион; Сундборг, Хенрик; Андерссон, Ричард Л.; Пёво, Кевин; Гекс, Леонар; Нильссон, Фритьоф; Хеденквист, Микаэль С.; Олссон, Ричард Т. (24 марта 2017 г.). «Проводящие биопены из пшеничной клейковины, содержащие углеродные нанотрубки, углеродную сажу или восстановленный оксид графена» . РСК Прогресс . 7 (30): 18260–18269. Бибкод : 2017RSCAd...718260W . дои : 10.1039/C7RA01082F . ISSN 2046-2069 .

[:16-1] Блэколл, Линда Л.; Харберс, Энн Э.; Гринфилд, ПФ; Хейворд, AC (1 ноября 1988 г.). «Проблемы актиномицетов на австралийских установках с активным илом» . Водные науки и технологии . 20 (11–12): 493–495. дои : 10.2166/wst.1988.0333 . ISSN 0273-1223 .

[2] Хао, О.Дж.; Стром, П.Ф.; Ву, YC (апрель 1988 г.). «Обзор роли нокардиоподобных нитей в пенообразовании активного ила» . Вода СА . 14 (2): 105–110. ISSN 0378-4738 .

[:17-3] Перейти обратно: ^а ^б Тан, Суцинь; Авраам, Тим; Ференс, Дон; Макоско, Кристофер В. (июнь 2011 г.). «Жесткие пенополиуретаны на основе полиола на основе соевого масла» . Полимер . 52 (13): 2840–2846. doi : 10.1016/j.polymer.2011.04.040 .

[:9-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Али, Эрни Сюзана; Зубир, Сязана Ахмад (2016). Каддуми, Н.; Кох, С.-К.; Девлин, Дж. (ред.). «Механические свойства жесткого полиуретанового биопенопласта средней плотности» . Сеть конференций MATEC . 39 : 01009. doi : 10.1051/matecconf/20163901009 . ISSN 2261-236X .

[:1-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Чаварро Гомес, Хавьер; Закария, Рабита; Аунг, Мин Мин; Мохтар, Мохд Норизнан; Юнус, Робиа Бинти (ноябрь 2020 г.). «Характеристика новых жестких пенополиуретанов из остаточного пальмового масла и масла водорослей» . Журнал исследований материалов и технологий . 9 (6): 16303–16316. дои : 10.1016/j.jmrt.2020.11.095 . S2CID 229404410 .

[:13-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Мейерс, Марк Андре; Чен, По-Ю; Лин, Альберт Ю-Мин; Секи, Ясуаки (1 января 2008 г.). «Биологические материалы: Структура и механические свойства» . Прогресс в материаловедении . 53 (1): 1–206. дои : 10.1016/j.pmatsci.2007.05.002 . ISSN 0079-6425 .

[:10-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Ислам, г-н; Тудрин, Г.; Бучинелл, Р.; Шадлер, Л.; Пику, RC (15 декабря 2018 г.). «Стохастическая континуальная модель биопены на основе мицелия» . Материалы и дизайн . 160 : 549–556. дои : 10.1016/j.matdes.2018.09.046 . ISSN 0264-1275 . S2CID 53638260 .

[:14-8] Перейти обратно: ^а ^б Гибсон, Лорна Дж.; Эшби, Майкл Ф. (1 мая 1997 г.). Клеточные твердые вещества . Издательство Кембриджского университета. дои : 10.1017/cbo9781139878326 . ISBN 978-0-521-49911-8 .

[:15-9] Перейти обратно: ^а ^б Чен П.Ю., Лин А.М., Мейерс М.А., МакКиттрик Дж.М. J Mech Behav Biol Mater, представлено для публикации.

[10] М. Дж. Френкель и Дж. М. Гиллеспи Aust J Biol Sci, 29 (1976), стр. 467-479.

[11] Бодде С.Г., Секи Ю., Мейерс М.А. Неопубликованный результат, 2007 г.

[:6-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Купер, Алан; Кеннеди, Малкольм В. (октябрь 2010 г.). «Биопены и натуральные белковые ПАВ» . Биофизическая химия . 151 (3): 96–104. дои : 10.1016/j.bpc.2010.06.006 . ПМЦ 2954283 . ПМИД 20615601 .

[13] Джозефсон, Р.В.; Хольц, РБ; Мисок, JP; Флегер, CF (сентябрь 1975 г.). «Состав и частичная характеристика белка пены плавательного пузыря глубоководных рыб Coryphaenoides acrolepis и Antimora rostrata» . Сравнительная биохимия и физиология. Часть B: Сравнительная биохимия . 52 (1): 91–95. дои : 10.1016/0305-0491(75)90121-2 . ПМИД 1183181 .

[:18-14] Перейти обратно: ^а ^б Шерман, Джон; Чжан, Вэнь; Сюй, июнь (01 декабря 2021 г.). «Характеристики поглощения энергии био-сотами: численный и теоретический анализ» . Акта Механика Солида Синика . 34 (6): 884–894. дои : 10.1007/s10338-021-00262-8 . ISSN 1860-2134 . S2CID 239636303 .

[15] Ван, Чуньян; Ли, Ян; Чжао, Ваньчжун; Цзоу, СонгЧун; Чжоу, Гуань; Ван, ЮаньЛун (01 апреля 2018 г.). «Проектирование конструкции и многоцелевая оптимизация нового аварийного бокса на основе биомиметической структуры» . Международный журнал механических наук . 138–139: 489–501. дои : 10.1016/j.ijmecsci.2018.01.032 . ISSN 0020-7403 .

[:19-16] Перейти обратно: ^а ^б Чжан, Хуэй-Цзинь; Ху, Я-Линь; Ли, Го, Сюй; Сюй, Ян, Юань; Линг; Луо, Си-Шэн (11 июля 2019 г.). «Биомиметический аэрогель из углеродных трубок обеспечивает сверхэластичность и теплоизоляцию» . Chem . 5 (7): 1871–1882. doi : 10.1016/j.chempr.2019.04.025 . ISSN 2451-9294 . S2CID 195548890 .

[17] Ви, Сынхван; Берарди, Умберто; Лорето, Сэм Ди; Ким, Сумин (05.10.2020). «Микроструктура и термические характеристики композита аэрогель-графит-полиуретан-напыляемая пена для высокоэффективного использования тепловой энергии» . Журнал опасных материалов . 397 : 122656. doi : 10.1016/j.jhazmat.2020.122656 . ISSN 0304-3894 . ПМИД 32416380 . S2CID 216512107 .

[:7-18] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Обрадович, Ясмина; Воутилайнен, Микко; Виртанен, Паси; Лассила, Липпо; Фардим, Педро (6 июня 2017 г.). «Биопена, армированная целлюлозным волокном, для конструкционных применений» . Материалы . 10 (6): 619. Бибкод : 2017Mate...10..619O . дои : 10.3390/ma10060619 . ISSN 1996-1944 гг . ПМЦ 5553527 . ПМИД 28772981 .

[19] Гибсон, LJ; Эшби, МФ (1982). «Механика трехмерных ячеистых материалов» . Труды Лондонского королевского общества. Серия А, Математические и физические науки . 382 (1782): 43–59. Бибкод : 1982RSPSA.382...43G . дои : 10.1098/rspa.1982.0088 . ISSN 0080-4630 . JSTOR 2397268 . S2CID 135826120 .

[:8-20] Перейти обратно: ^а ^б ^с Кржан, Марсель (12 сентября 2014 г.). «Реология влажных пен ПАВ и биопен - обзор» . Технический журнал (на польском языке). 2013 (Химия Выпуск 1-Ч (1) 2013): 10–27. дои : 10.4467/2353737XCT.14.035.2618 . ISSN 2353-737X .

[:5-21] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Мехрпуя, Мехршад; Вахаби, Анри; Джанбаз, Шахрам; Дарафше, Араш; Мазур, Томас Р.; Рамакришна, Сирам (16 сентября 2021 г.). «4D-печать полимолочной кислоты с памятью формы (PLA)» . Полимер . 230 : 124080. doi : 10.1016/j.polymer.2021.124080 . ISSN 0032-3861 .

[:2-22] Перейти обратно: ^а ^б Стандау, Тобиас; Чжао, Чуньцзин; Мурильо Кастельон, Свенья; Бонтен, Кристиан; Альтштедт, Волкер (февраль 2019 г.). «Химическая модификация и обработка пенопласта полилактида (ПЛА)» . Полимеры . 11 (2): 306. doi : 10.3390/polym11020306 . ISSN 2073-4360 . ПМК 6419231 . ПМИД 30960290 .

[23] Бержере, Энн; Бенезе, Жан Шарль (2011). «Биопеноматериалы, армированные натуральным волокном» . Международный журнал полимерной науки . 2011 : 1–14. дои : 10.1155/2011/569871 . ISSN 1687-9422 .

[24] Аурас, Рафаэль; Харт, Брюс; Сельке, Сьюзен (16 сентября 2004 г.). «Обзор полилактидов как упаковочных материалов» . Макромолекулярная биология . 4 (9): 835–864. дои : 10.1002/mabi.200400043 . ISSN 1616-5187 . ПМИД 15468294 .

[:3-25] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Джем, К. Джим; Тан, Боуэн (01 апреля 2020 г.). «Развитие и проблемы поли (молочной кислоты) и поли (гликолевой кислоты)» . Передовые промышленные и инженерные исследования полимеров . 3 (2): 60–70. doi : 10.1016/j.aiepr.2020.01.002 . ISSN 2542-5048 . S2CID 214038377 .

[:4-26] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ДеСтефано, Винсент; Хан, Салаар; Табада, Алонзо (01 января 2020 г.). «Применение ПЛА в современной медицине» . Инженерная регенерация . 1 : 76–87. doi : 10.1016/j.engreg.2020.08.002 . ISSN 2666-1381 . ПМЦ 7474829 .

[27] Бэ, Джи-Ён; Вон, Чон Ын; Пак, Чон Суб; Ли, Хэ Хён; Ким, Хэ Вон (1 октября 2011 г.). «Улучшение биологической активности поверхности биополимера полимолочной кислоты путем пескоструйной обработки биокерамикой на основе гидроксиапатита» . Материалы писем . 65 (19): 2951–2955. дои : 10.1016/j.matlet.2011.06.023 . ISSN 0167-577X .

[:0-28] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гунаван, Наташа Р.; Тессман, Марисса; Шрайман, Ариэль К.; Симковский, Райан; Самойлов Антон Александрович; Нилакантан, Нитин К.; Бемис, Трой А.; Буркарт, Майкл Д.; Помрой, Роберт С.; Мэйфилд, Стивен П. (сентябрь 2020 г.). «Быстрая биодеградация возобновляемых пенополиуретанов с идентификацией сопутствующих микроорганизмов и продуктов разложения» . Отчеты о биоресурсных технологиях . 11 : 100513. doi : 10.1016/j.biteb.2020.100513 . S2CID 225190529 .

[29] Алаа Эласар (23 августа 2020 г.). «Исследователи создают экологически чистые, биоразлагаемые шлепанцы из водорослей» . CNN . Проверено 26 апреля 2022 г.

[30] «Революция флип-флопа» . ucsdnews.ucsd.edu . Проверено 26 апреля 2022 г.

[31] Сегран, Элизабет (28 августа 2020 г.). «Как одна лаборатория превращает водоросли в шлепанцы и при этом борется с большим пластиком» . Компания Фаст . Проверено 26 апреля 2022 г.

[32] Ло, Сяоган; Сяо, Юцинь; У, Цянсянь; Цзэн, Цзянь (август 2018 г.). «Разработка высокоэффективных биоразлагаемых жестких пенополиуретанов с использованием всех полиолов на основе биоресурсов: лигнина и полиолов, полученных из соевого масла» . Международный журнал биологических макромолекул . 115 : 786–791. doi : 10.1016/j.ijbiomac.2018.04.126 . ПМИД 29702166 . S2CID 19937030 .

[33] Чжан, Фуцин; Ло, Сяоган (декабрь 2015 г.). «Систематическое исследование по замене полиолов на основе нефти полиолом на основе сои для разработки возобновляемой гибридной биопены с помощью процесса самокатализа/возрастания» . Технические культуры и продукты . 77 : 175–179. дои : 10.1016/j.indcrop.2015.08.058 .

[:11-34] Перейти обратно: ^а ^б ^с Матиас, Жан-Дени; Тессье-Дуайен, Николя; Мишо, Филипп (февраль 2011 г.). «Разработка биопены на основе хитозана: применение для обработки пористого керамического материала» . Международный журнал молекулярных наук . 12 (2): 1175–1186. дои : 10.3390/ijms12021175 . ISSN 1422-0067 . ПМК 3083698 . ПМИД 21541051 .

[:12-35] Перейти обратно: ^а ^б ^с Ву, Цион; Сундборг, Хенрик; Андерссон, Ричард Л.; Пёво, Кевин; Гекс, Леонар; Нильссон, Фритьоф; Хеденквист, Микаэль С.; Олссон, Ричард Т. (24 марта 2017 г.). «Проводящие биопены из пшеничной клейковины, содержащие углеродные нанотрубки, углеродную сажу или восстановленный оксид графена» . РСК Прогресс . 7 (30): 18260–18269. Бибкод : 2017RSCAd...718260W . дои : 10.1039/C7RA01082F . ISSN 2046-2069 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]