牛粪、蘑菇也能做塑料?生物降解塑料探索风靡全球

新材料小站 2023-03-30
1405 字丨阅读本文需 5 分钟

塑料,我们大家都不陌生,塑料袋、饮料瓶、外卖餐盒等,作为生活中常见的材质,已知的塑料材料就有一百多种,其中被广泛应用的有PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)等,目前为止市面上常见的这几类塑料大都属于不可降解塑料,如果放置到大自然环境中,需要几百年才能被降解。

从塑料袋到吸管,再到一次性塑料,这些大量消费并遗弃的塑料污染是造成海洋和土壤污染的最大原因之一。

作为地球的永久居民,人类已经慢慢的开始了解到我们的所作所为对地球环境带来的可怕影响。

生物塑料的出现会大幅缓解环境压力,这些产品保质期结束时,就会像水果一样回归自然,不会留下任何的污染残留与塑料垃圾。

近些年,全球对于生物塑料的研究又上了新高度。

1.牛粪也可以做成塑料

牛粪在牧民生活中必不可少:烧制美味的手把肉和可口的奶茶、驱蚊驱虫、施肥施料......

最新研究发现,粪便可以制造复合材料,例如塑料,再生卡片和纸张或混凝土;它也可用于提取纳米纤维素,未来的一种前瞻性生物基和可生物降解材料。

布里斯托尔航空航天工程系的Fabrizio Scarpa教授解释说:“在这项研究中,我们研究了评估可持续复合材料的当前制造工艺和性能,其中木质素基增强材料主要从反刍动物废物中提取。

这些复合材料也可以通过使用各种类型的再生塑料以及不同类别的再生天然纤维来制造。这对于未来可持续材料在从粪便中提取纳米纤维素中的应用非常有希望。

从机械角度来看,纳米纤维素是一种生物基材料,具有非常优异的性能。我们发现有证据表明,粪便衍生的增强材料也可以提供机械特性,例如由来自非废物来源的增强材料制成的类似现有复合材料。

在论文中,我们还描述了一些潜在的路线图,以考虑从粪便中制造可行的生物基材料的合成生物学路线,并将材料的生产转向可持续的,循环的本地供应链。”

2.蘑菇可以替代化石塑料

蘑菇,味道鲜美,古人赞其“响如鹅掌味如蜜”、“桑鹅楮鸡皆不及”。但是爱上蘑菇的理由可不止这一个。蘑菇已经入侵了我们生活中的方方面面,这不,研究人员最近发现一种可能代替塑料的蘑菇。

木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)近日成为了《科学进展》杂志上的主角。它具有独特的神奇能力,在它身上可以同时存在各种不同性质的材料:第一层是坚韧的外壳,可以用来制作抗冲击涂层;第二层是柔软的材料;第三层则类似于木材。

菌丝体网络是所有层中的主要成分,但每一层中菌丝体都表现出非常独特的微观结构,具有独特的方向、纵横比、密度和分枝长度。细胞外基质充当增强黏合剂,在数量、聚合物含量和互连性方面,每一层都有所不同。

研究显示,木蹄层孔菌的结构非常独特,因此它可被修改,以创建拥有不同性能的多种材料,这些材料的性能超过了大多数天然和人造材料。

最新结果首次显示了木蹄层孔菌在整个进化过程中复杂的结构、化学和机械特征,这些特性协同作用,可创造出一种全新的高性能材料。研究结果有望催生下一代坚固、轻质的可持续材料,用于研制抗冲击植入物、运动设备、防弹衣、飞机外壳、电子设备或挡风玻璃表面涂层等。

这种以蘑菇为原料制成的材料有一个突出的优点:可降解。一旦蘑菇材料失去作用,它可以成为新的菌丝体的食物,喂养新的蘑菇。一个完美的循环!

研究人员称,木蹄层孔菌的结构和生物化学原理为材料工程开辟了新的可能性,例如制造超轻量材料、具有增强机械性能的纳米复合材料,或探索具有高性能的下一代可编程材料的新制造路线。此外,使用简单的成分种植出材料,有助于降低未来制造和消费材料的成本、时间,并更具可持续性。

当可持续成为全球减排的关键动因,加上日益严峻的环境污染问题,国家对于可持续性材料的推广进程也在逐步加快。

生物降解材料是国家新材料战略的重点,关于生物降解材料改性工艺、制品生产技术的探讨也已成为行业热点。

文章来源: 中国包装科研测试中心,全球农业趣闻,TK生物基材料,

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