漆酶處理的亞麻纖維用于天然纖維環氧樹脂複合材料
纖維增強聚合物結合了纖維的優異機械性能和聚合物的可用性，纖維和基體之間的界面對複合材料的性能起着至關重要的作用，因為它對于将外部應力從基體轉移到增強纖維至關重要。
纖維增強複合材料的強度隻能與其界面一樣強。玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維等傳統增強纖維通常經過上漿或整理處理，以提高對聚合物基體的附着力，這些施膠劑是水溶液，它們包含雙功能偶聯劑，如矽烷，理想地共價鍵合到纖維和基質，以及成膜劑，確定纖維的可加工性，也可能有助于粘合。
此類尺寸需要根據特定的纖維-基質組合進行優化，在天然纖維複合材料中，迄今為止很少使用表面處理，即使它們會提高複合材料的機械性能。
天然纖維是傳統纖維的可持續替代品。就比強度和模量而言，它們可與玻璃纖維相媲美，出色的阻尼特性使它們在汽車内飾或運動器材等應用中極具吸引力，用于塑膠基質的增強天然纖維通常是韌皮纖維，例如從亞麻、黃麻或大麻中獲得。
本研究中使用的亞麻由大約 71% 的纖維素、18.6% 至 20.6% 的半纖維素、2.3%的果膠、1.7%的蠟和 2.2% 的木質素組成，纖維素纖維形成承重結構，半纖維素作為支撐,木質素将這些結構互相連接配接，對于提高整體纖維強度至關重要,植物纖維中的木質素越多，它就越像木頭。
已經報道了對天然纖維進行表面處理以提高其機械性能或纖維基體粘附力的各種程式，包括絲光處理、堿處理、乙酰化、共聚和使用矽烷或三嗪作為偶聯劑,矽烷等産品是通過石化生産的，對陸地和水上生命形式有害，并且在其整個生命周期中都留在纖維上，抵消了天然纖維生态生産和降解的優勢。
為了取代這些通常不環保的表面修飾，本研究的重點是對亞麻纖維進行可持續的酶處理，使用來自 cerrena unicolor polypore 真菌的漆酶和多巴胺作為偶聯劑,漆酶 (EC 1.10.3.2) 是在真菌以及植物、細菌和動物中發現的氧化酶組中的一種酶，與其他酶結合，漆酶通過氧化底物催化聚合和解聚過程。
漆酶的特異性底物主要是酚類。此外，使用介體分子允許更廣泛的可能底物,在這種情況下，介體是通過以下三種途徑之一在酶和底物之間介導的小有機化合物：電子轉移、自由基氫轉移或離子氧化。
在通常稱為白腐的自然過程中，木質素通過氧化被漆酶降解。天然漆酶通常與其他酶（例如木質素過氧化物酶）結合使用,在作者得出結論，漆酶的具體作用在于去甲基化以及激活媒體和自由基，以支援木質素過氧化物酶的解聚,在本研究中，使用純漆酶應該對木質素或纖維造成最小的損害。
漆酶活化的苯氧基應該能夠與其他化合物反應,漆酶在自然界中含量豐富且可持續,此外，它的數量和穩定性足以用于許多工業過程，例如，在食品工業中用于加工和穩定飲料和烘焙添加劑，在紡織工業中用于染料的脫色和降解, 用于控制水和土壤中的污染 以及紙漿和造紙工業中的紙漿漂白。
多巴胺是一種有機小分子，在自然界中含量豐富。它是一種帶有烷基胺取代基的苯酚衍生物,一方面，多巴胺應該能夠通過漆酶催化與亞麻纖維的木質素結合，另一方面，它可以在冷固化過程中與環氧基團結合，或在熱固化過程中與酸酐結合,多巴胺的酚官能團将通過漆酶改性轉化為苯氧基，其過程與針對木質素所讨論的過程相同,結合起來，這應該有效地共價連接配接纖維和基質。
本研究的重點是對亞麻纖維進行酶促處理，以取代矽烷或其他通常不環保的偶聯劑,亞麻纖維用漆酶和多巴胺溶液處理,在漆酶處理過程中，亞麻纖維的機械性能得以保留,建議，在 SEM 和 AFM 顯微照片中可以看到一層耦合劑,界面剪切強度 (IFSS) 是通過對亞麻纖維環氧微複合材料進行微機械拉拔測量來确定的。漆酶多巴胺處理将 IFSS 提高了 30%。
在自然界中，漆酶是降解木材和纖維素材料的真菌酶混合物的一部分,在一個重要的對照實驗中，檢查亞麻纖維在比本研究中使用的條件更苛刻的條件下沒有被漆酶損壞：纖維的拉伸強度和楊氏模量在處理過程中保持不變,在纖維表面的 SEM 和 AFM 顯微照片中，漆酶和多巴胺處理會在纖維表面沉積一層額外的層，如纖維上的褐色色調所示。
之前已經成功地對天然纖維進行酶促改性以改善潤濕性,目前的研究表明，該方法還将超越改進的潤濕性，漆酶将共價結合一個反應層，建議由偶聯劑組成，到表面,以這種方式，可以形成從纖維到基質的共價鍵,這将天然纖維環氧微複合材料的界面剪切強度提高了30%,可持續材料與可持續改性技術的使用為完全“綠色”複合材料鋪平了道路。
