漆酶处理的亚麻纤维用于天然纤维环氧树脂复合材料
纤维增强聚合物结合了纤维的优异机械性能和聚合物的可用性，纤维和基体之间的界面对复合材料的性能起着至关重要的作用，因为它对于将外部应力从基体转移到增强纤维至关重要。
纤维增强复合材料的强度只能与其界面一样强。玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维等传统增强纤维通常经过上浆或整理处理，以提高对聚合物基体的附着力，这些施胶剂是水溶液，它们包含双功能偶联剂，如硅烷，理想地共价键合到纤维和基质，以及成膜剂，确保纤维的可加工性，也可能有助于粘合。
此类尺寸需要根据特定的纤维-基质组合进行优化，在天然纤维复合材料中，迄今为止很少使用表面处理，即使它们会提高复合材料的机械性能。
天然纤维是传统纤维的可持续替代品。就比强度和模量而言，它们可与玻璃纤维相媲美，出色的阻尼特性使它们在汽车内饰或运动器材等应用中极具吸引力，用于塑料基质的增强天然纤维通常是韧皮纤维，例如从亚麻、黄麻或大麻中获得。
本研究中使用的亚麻由大约 71% 的纤维素、18.6% 至 20.6% 的半纤维素、2.3%的果胶、1.7%的蜡和 2.2% 的木质素组成，纤维素纤维形成承重结构，半纤维素作为支撑,木质素将这些结构相互连接，对于提高整体纤维强度至关重要,植物纤维中的木质素越多，它就越像木头。
已经报道了对天然纤维进行表面处理以提高其机械性能或纤维基体粘附力的各种程序，包括丝光处理、碱处理、乙酰化、共聚和使用硅烷或三嗪作为偶联剂,硅烷等产品是通过石化生产的，对陆地和水上生命形式有害，并且在其整个生命周期中都留在纤维上，抵消了天然纤维生态生产和降解的优势。
为了取代这些通常不环保的表面修饰，本研究的重点是对亚麻纤维进行可持续的酶处理，使用来自 cerrena unicolor polypore 真菌的漆酶和多巴胺作为偶联剂,漆酶 (EC 1.10.3.2) 是在真菌以及植物、细菌和动物中发现的氧化酶组中的一种酶，与其他酶结合，漆酶通过氧化底物催化聚合和解聚过程。
漆酶的特异性底物主要是酚类。此外，使用介体分子允许更广泛的可能底物,在这种情况下，介体是通过以下三种途径之一在酶和底物之间介导的小有机化合物：电子转移、自由基氢转移或离子氧化。
在通常称为白腐的自然过程中，木质素通过氧化被漆酶降解。天然漆酶通常与其他酶（例如木质素过氧化物酶）结合使用,在作者得出结论，漆酶的具体作用在于去甲基化以及激活介质和自由基，以支持木质素过氧化物酶的解聚,在本研究中，使用纯漆酶应该对木质素或纤维造成最小的损害。
漆酶活化的苯氧基应该能够与其他化合物反应,漆酶在自然界中含量丰富且可持续,此外，它的数量和稳定性足以用于许多工业过程，例如，在食品工业中用于加工和稳定饮料和烘焙添加剂，在纺织工业中用于染料的脱色和降解, 用于控制水和土壤中的污染 以及纸浆和造纸工业中的纸浆漂白。
多巴胺是一种有机小分子，在自然界中含量丰富。它是一种带有烷基胺取代基的苯酚衍生物,一方面，多巴胺应该能够通过漆酶催化与亚麻纤维的木质素结合，另一方面，它可以在冷固化过程中与环氧基团结合，或在热固化过程中与酸酐结合,多巴胺的酚官能团将通过漆酶改性转化为苯氧基，其过程与针对木质素所讨论的过程相同,结合起来，这应该有效地共价连接纤维和基质。
本研究的重点是对亚麻纤维进行酶促处理，以取代硅烷或其他通常不环保的偶联剂,亚麻纤维用漆酶和多巴胺溶液处理,在漆酶处理过程中，亚麻纤维的机械性能得以保留,建议，在 SEM 和 AFM 显微照片中可以看到一层耦合剂,界面剪切强度 (IFSS) 是通过对亚麻纤维环氧微复合材料进行微机械拉拔测量来确定的。漆酶多巴胺处理将 IFSS 提高了 30%。
在自然界中，漆酶是降解木材和纤维素材料的真菌酶混合物的一部分,在一个重要的对照实验中，检查亚麻纤维在比本研究中使用的条件更苛刻的条件下没有被漆酶损坏：纤维的拉伸强度和杨氏模量在处理过程中保持不变,在纤维表面的 SEM 和 AFM 显微照片中，漆酶和多巴胺处理会在纤维表面沉积一层额外的层，如纤维上的褐色色调所示。
之前已经成功地对天然纤维进行酶促改性以改善润湿性,目前的研究表明，该方法还将超越改进的润湿性，漆酶将共价结合一个反应层，建议由偶联剂组成，到表面,以这种方式，可以形成从纤维到基质的共价键,这将天然纤维环氧微复合材料的界面剪切强度提高了30%,可持续材料与可持续改性技术的使用为完全“绿色”复合材料铺平了道路。
