塑料純天然材料替代品出現，100%可降解

2020-08-18 靜水深流286045007

我們的星球被塑料垃圾包圍著。研究人員估計，自20世紀50年代初以來，全球已經生產了超過80億噸的塑料，其中近60%最終流入了垃圾填埋場的自然環境。塑料的實用性是不可否認的，特別是在醫療和食品保鮮領域。人們逐漸意識到塑料對環境的危害。目前，一次性用品非常流行，替代可重複使用物品的潛力很大。考慮到9%的塑料廢料被回收利用，大部分廢塑料進入自然環境，破壞生態系統，危害野生動物。隨著環保材料的出現，這些新材料可以幫助我們擺脫對塑料的以來。塑料廢棄物對生態環境和人體健康有害。開發新一代可持續塑料替代材料迫在眉睫。國家發改委、生態環境部公布了《關於進一步加強塑料汙染治理的意見》。到2022年底，我國將在部分地區率先禁止和限制部分塑料製品，一次性塑料製品的消費量將大幅下降，這使得許多替代性塑料製品獲得了良好的推廣機會。


各國科學家一直致力於研發

美國的研究人員開發出一種比聚苯乙烯泡沫塑料具有更好隔熱性能的環保植物基材料。它有望成為製作一次性咖啡杯的替代品。華盛頓州立大學在一份聲明中說，這種綠色材料主要由植物纖維素納米晶組成。生產工藝簡單，不需要有害溶劑。

2018年7月24日，智利工程師Roberto astete和Christian Olivares在智利聖地牙哥舉行新聞發布會，展示一種完全溶於水的新材料，可用於替代塑膠袋和其他塑料製品。在對聚乙烯醇的化學配方進行改進後，他們設法找到了一種不含任何石油衍生物的環保產品。

矽膠替代塑料時代來臨？

矽膠是，是一種高活性吸附材料，是一種無定形材料，主要成分是二氧化矽，化學穩定性好，不燃燒。由於原材料化學性質穩定、耐高溫、100%環保、無毒，是有機矽禮品市場上一種具有環保理念的主流仿製品，深受消費者喜愛。而且，矽膠是一種非石油產品，不依賴日益稀缺的石油資源。其替代同類塑料製品是大勢所趨。同時，有機矽產品可以應用於塑料製品做不到的許多領域，如嬰兒奶嘴、人體器官等，其應用前景十分廣闊。


我國仿生薄膜材料研究取得成功

據記者了解，俞書宏院士成功研製出一種超強、超韌、透明的高性能可持續殼體複合膜，並成功構建了「磚-纖維」殼層狀結構，使該薄膜展現了力學性能遠超傳統塑料，並表現出比塑料薄膜更突出的綜合性能。研究結果發表在《物質》雜誌上。

據介紹，這種高透明、高霧度的薄膜得益於緊湊的外殼「磚-纖維」結構。通過填充薄膜的內部孔隙來保證透光效果，通過納米片與纖維素之間的界面散射來保證光學霧度。因此，在370～780nm的可見光譜範圍內，可獲得大於73%的高透光率和80%以上的高光學霧度。該薄膜還具有高強度、高韌性的優良性能，比市售pet塑料薄膜提高了6倍和3倍。

此外，納米纖維的三維網絡結構和「磚-纖維」殼體結構設計，能有效抑制裂紋擴展，降低纖維減薄效應，提高材料中纖維間氫鍵密度，促進薄膜拉伸過程中纖維的滑移，使材料具有高強度和高韌性。在250℃下，薄膜的結構和性能穩定，在極端環境下的使用性能優於塑料薄膜。

據研究人員介紹，這種原膜材料集優異的光學、機械和熱性能於一體，在自然條件下100%可生物降解，克服了廢塑料難降解的問題。它滿足了柔性電子器件基片材料在整個生命周期內的光學透明性、柔性、低成本和尺寸穩定性的要求，綠色無汙染，柔性化在未來電子器件領域有著廣闊的應用前景。

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