新的溶剂混合物可用于生产生物乙醇,毒性更低、更环保

金泽大学科学与工程研究所的科学家们开发了新的溶剂混合物，以分解植物纤维素的坚韧结构，用于生产生物乙醇。与目前可用的溶剂相比，这些新溶剂在温和的条件下工作，毒性更低，更环保。这项工作可能会导致将目前未使用的生物质转化为燃料的改进技术。

生物燃料，例如由柳枝稷或甘蔗生产的乙醇，可以让我们减少对不可再生化石燃料的依赖。然而，制造生物燃料的过程通常需要将植物中的纤维素（由长聚合物链组成）分解成更小的糖分子。这不是一项简单的任务，正如在我们人类看来令人讨厌的树皮或草茎所说明的那样。纤维素具有复杂的氢键网络，使其具有极强的耐化学性。当前处理纤维素的方法依赖于苛刻的反应条件和有毒化学品。

现在，金泽大学的科学家们使用一种称为“两性离子”的特殊分子来制造具有溶解纤维素能力的新型溶剂。两性离子的特殊之处在于它们同时带有正电荷和负电荷，但位于分子上的不同位置，因此它们不能相互中和。这些电荷在破坏氢键方面非常有效防止纤维素被分解。因为几乎所有两性离子在正常反应条件下都是固体，我们的实验使用共晶混合物，第一作者 Gyanendra Sharma 解释说。共晶体系是熔点低于其组成部分的物质的混合物。这是通过使用具有不同结构的分子来实现的，因此更难形成规则的晶体。

在这些实验中，该团队以不同的比例混合了四种不同的两性离子。他们发现了 22 种在 100°C 以下为液态的组合。其中，两种混合物在溶解纤维素方面也非常有效。我们的工作表明，随着我们朝着更加可再生的能源生态系统迈进，有可能用更环保的替代品取代当今使用的许多有毒化学品，资深作者 Kosuke Kuroda 说。这项研究证明了使用两性离子的组合来创造具有任何分子都不具备的特性的混合物的潜力。

这项工作发表在碳水化合物聚合物上。