美国科学家30日在《科学》杂志上报告说，他们成功开发出一种用糖大规模制造塑料的新工艺。这一工艺如得到推广，将大大减少合成化学工业对石油的依赖。
迄今为止，合成塑料都以石油裂解而形成的汽油等轻质油为原料。石油资源的减少和价格飞涨给化工业带来了沉重负担，因此一些科学家提出，应该用生物原料制造树脂类合成塑料，代替以聚乙烯、聚丙烯等为代表的石化塑料。
但是，树脂类合成塑料的生产离不开一种关键原料——羟甲基糠醛，这种原料目前都是以玉米芯等植物纤维为原料在酸催化条件下脱水生成。这一工艺副反应多、产出率低、耗能高，生成的羟甲基糠醛杂质也多，因而限制了羟甲基糠醛的应用，也使树脂类合成塑料难以大规模生产。
美国威斯康星大学麦迪逊分校的科学家说，他们开发的新工艺，主要解决了规模生产羟甲基糠醛的两大难题：副反应问题和产出率问题。他们以果糖为原料，在约180摄氏度的温度下，用一种两阶段式的酸催化脱水反应来得到羟甲基糠醛，同时用二甲亚砜来抑制副反应。
领导这一研究的科学家杜梅西克说，应用他们开发的这一工艺，以果糖为原料提取羟甲基糠醛的产出率可达85％以上，大大高于目前生产工艺的产出率。所得到的羟甲基糠醛可用来大规模制造树脂类塑料。
杜梅西克认为，在化学工业中用生物原料代替石油是“大势所趋”，这可以减少化工业对石油这一不可再生能源的依赖。
据physorg网2006年6月29日报道，石油以及天然气飞涨的价格引发了一场以植物而不是石油为交通燃料提取原料的竞争。无论是生物柴油还是含有乙醛的汽油，都将给市场带来一定的冲击。
但是，高涨的油价还激发了寻找新的化学中间品来源的竞争——这些化合物是许多现代材料的原料，比如塑料、药品以及燃料等等。实际上，美国工业现在要消耗数百万吨化学中间品，其中大部分都是从石油或天然气中提取出来的。
詹姆斯·杜米斯克是威斯康星-麦迪逊大学的生物工程教授，他将在6月30日版《科学》杂志中发表的一份报告中叙述了一种从果糖（水果糖份）中更好地提取被称为羟甲基糠醛(HMF)的化学合成物的加工方法。羟甲基糠醛能够被转化成为塑料、柴油燃料添加物、甚至柴油燃料本身，但是因为其制造成本很高，所以很少应用。
新的加工过程所带来的进步不仅仅是从植物来提取燃料到提取化学制品。“人们在如何利用催化过程从生物质中提取化学物与燃料这一领域仍然处于发展阶段，”羟甲基糠醛研究计划的负责人杜米斯克表示。“我们将不再利用储存在化石燃料中的远古太阳能，而是尝试着利用植物吸收的二氧化碳与现代太阳能。”
这种尚未申请专利的羟甲基糠醛新方法，平衡了化学、压力、温度以及反应堆设计各方面考虑。当利用催化剂将果糖转化成为羟甲基糠醛后，羟甲基糠醛会被置于一种溶剂中并被传送到一个单独的空间，以便随后进行提取。虽然其他研究者之前曾经将果糖转化成为羟甲基糠醛，但是杜米斯克的研究小组进行了一系列改进，提高了羟甲基糠醛的产出量，并且其中提取过程更加简单。
一旦制成羟甲基糠醛后，进一步将其转化成塑料或柴油燃料就会相当容易。尽管从脂肪（甚至食用油）而不是糖分中，提取出的生物柴油已经成为媒体关注的焦点，但是杜米斯克表示，两种加工过程具有类似的环境与经济优点。这样一来，人们就无需从国外进口石油，而是从本土的农业生产中就可以得到燃料的生产原料。原料来源的扩展同样会对石油价格起到抑制作用。
研究生尤瑞·罗曼·莱斯科夫，也是刊登在《科学》杂志上那篇报道的首席作者，表示对生物质能——农业以及林业废弃产品的利用也能够起到降低化石燃料燃料而引起的二氧化碳排放、减轻温室效应的作用。“利用生物质能的好处在于，它不仅能够替代所有的石油产品，而且还不会带来温室效应，”他说道。
在燃烧或用其它方法消耗化石燃料的同时，地球中巨量的碳成分会转移到大气层中，而生物燃料燃烧所产生的碳最终会被生长的植物所吸收。“这一加工方法尤为重要，”罗曼·莱斯科夫表示。“因为它不会再向大气层中增加额外的二氧化碳。”
尤本·切德塔，羟甲基糠醛研究计划中的第二位研究生，认为这一加工方法仅仅是发现替代石油化学制品的原料来源所带来的众多优点中的一小部分。“我们需要开发新的加工技术，羟甲基糠醛还是一种建筑材料，能够代替例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)这种制作可乐瓶子所需要的塑料，”他指出。“这只是研究用生物质能资源代替石油来源而提取化学产品所进行的第一步。”
杜米斯克还在研究其它方法，试图将其它糖份甚至复杂的碳水化合物转化成羟甲基糠醛或其它化学中间体。“太阳能和生物创造了存储在化石燃料中的氢碳化合物，长时间以来我们一直在使用着它们。我们对生物质能产生兴趣却是因为，如果我们学会了用其不同的方法来利用太阳能和生物，那么我们就能够解决与工业活动有关的价格、供应以及环境影响等各种问题。”
