環保新突破:「大麥甜菜渣塑膠」100%可生物分解

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塑膠回收大不易!科學家研發全新由「大麥甜菜渣塑膠」,100%可生物分解 | T客邦

哥本哈根大學的研究人員開發出一種由大麥澱粉和甜菜渣纖維混合而成的生物友好型環保新材料。這種材料堅固耐用,如果最終流入自然環境中,將會轉化為堆肥。長期而言,研究人員希望他們的發明能有助於遏止塑膠污染,同時減少塑膠生產對氣候的影響。

巨大的塑膠島漂浮在我們的海洋中,微小的塑膠顆粒也存在於我們的體內。塑膠的耐用性、可塑性和低成本使其無處不在,從包裝到服裝再到飛機零件。但塑膠也有缺點,它們污染自然環境,難以回收,而且其生產排放的二氧化碳比所有航空運輸的總和還多。

現在,哥本哈根大學植物與環境科學系的研究人員發明了一種由改良澱粉製成的新材料,而且只需要兩個月,它就可以在自然環境中完全分解。該材料使用來自農作物的天然植物材料製成,可用於食品包裝等多種用途。

「我們在塑膠廢棄物方面存在巨大問題,回收似乎無法解決。因此,我們開發了一種新型生物塑膠,它比現有的生物塑膠更堅固,更能防水。同時,我們的材料是100%可生物分解的,如果它最終流落到垃圾桶以外的地方,可以被微生物轉化為堆肥。」植物與環境科學系的安德烈亞斯‧布萊諾(Andreas Blennow)教授說。

全球只有約9%的塑膠被回收,其餘的要嘛被焚燒,要嘛流入自然環境,要嘛被傾倒到巨大的塑膠垃圾填埋場。

布萊諾表示,雖然生物塑膠已經存在,但這個名稱具有誤導性。雖然今天的生物塑膠是由生物衍生的材料製成的,但實際上只有一小部分是可降解的,而且只有在工業堆肥廠的特殊條件下才能降解。

「我認為這個名字並不合適,因為最常見的生物塑膠如果被丟棄到自然界中,並不容易分解。這個過程可能需要很多年,其中一些會繼續以微塑膠的形式造成污染。分解生物塑膠需要專門的設施,即使如此,只有一小部分可以回收,其餘的最終成為廢棄物。」研究人員說。

這種新材料是一種所謂的生物複合材料,由幾種不同的自然分解物質組成。它的主要成分直鏈澱粉和纖維素在植物界很常見。直鏈澱粉是從許多作物中提取的,包括玉米、馬鈴薯、小麥和大麥。

該研究團隊與奧胡斯大學的研究人員共同創立了一家衍生公司,開發了一種在大麥粒中產生純直鏈澱粉的大麥品種。這種新品種很重要,因為與普通澱粉相比,純直鏈澱粉在與水相互作用時不太可能變成糊狀。

纖維素是一種存在於所有植物中的碳水化合物,我們從棉花和亞麻纖維以及木材和紙製品中了解到它。研究人員使用的纖維素是一種由當地糖業廢料製成的所謂的奈米纖維素。這些奈米纖維素纖維比亞麻和棉花的纖維小一千倍,正是它們有助於材料的機械強度。

「直鏈澱粉和纖維素形成長而堅固的分子鏈。將它們結合起來,我們創造了一種耐用、靈活的材料,有可能用於購物袋和我們現在用塑膠包裝的商品包裝。」布萊諾說。

這種新的生物材料是通過將原材料溶解在水中並混合在一起,或者透過在壓力下加熱它們來生產的。這樣做會產生小的「顆粒」或晶片,然後可以將它們加工並壓縮成所需的形狀。

到目前為止,研究人員只在實驗室裡生產了原型。但根據布萊諾的說法,在丹麥和世界上許多其他地方開始生產相對容易。

「富含直鏈澱粉的澱粉的整個生產鏈已經存在。事實上,每年都有數百萬噸的純馬鈴薯和玉米澱粉被生產出來,並被食品工業和其他行業使用。因此,對於這種材料的大規模生產,我們可以保證很容易獲得大部分成分。」他說。

布萊諾和他的研究人員正在處理一項專利申請,一旦獲得批准,就可以為這種新的生物複合材料的生產鋪平道路。因為,儘管有巨額資金用於塑膠的分類和回收,但這位研究人員並不相信它會真正成功。這樣做應該被視為一種過渡技術,直到我們最終告別化石基塑膠。

「有效地回收塑膠絕非易事。塑膠中的不同物質必須相互分離,而且塑膠類型之間存在重大差異,這意味著該過程必須以安全的方式進行,以免污染物最終進入回收塑膠中。

「同時,各國和消費者必須對塑膠進行分類。這是一項艱鉅的任務,我認為我們不會成功。相反,我們應該重新考慮利用具有塑膠性能但不會污染地球的新材料。」布萊諾說。

這位研究人員已經與兩家丹麥包裝公司合作,開發食品包裝等原型。他也設想了這種材料的許多其他用途,例如汽車工業的汽車內飾。雖然很難說這種生物友好的大麥基塑膠何時會上架,但研究人員預測,這種新材料可能會在可預見的未來成為現實。

「這已經非常接近我們可以真正開始與我們的研究團隊和公司合作生產原型的階段。我認為,在1到5年內開發出軟包裝和硬包裝的不同原型,如托盤、瓶子和袋子,是切實可行的。」布萊諾總結道。

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