材料科学家在3条战线启动塑料袋速战行动 — 他们成功了

图文:©Sydney/Envato Elements来自人类世杂志

 

他们酿造了一个透明、不吸水(例如,不会湿透)以及能在两个月内消失的塑料替代法,其红利是,可以吃的。

 

作者:艾玛·布莱丝 (Emma Bryce)

 

以塑料所具有的一切力量和适应性来做包装,但没有环境影响,看来是不可能的事实。一组研究员说,这就是他们的发明;一种透明和强韧的塑料替代品,同时可以吃,并在两个月内完全降解。

香港大学一个研究组延续对细菌纤维素的研究,以细菌活性产生紧密结合的纤维素纤维而制成一种片状物质。这种物质可再生,无毒,并可在环境中降解。

不过,在所有益处中却有一个缺点:对水过分敏感,而不适合储存湿货或在潮湿的环境使用。

早前的研究设计,挑战研究员在实验上尝试不同的成分和配方,制造更优质的纤维素复合材料。他们以生产性细菌木質醋酸菌(Komagataei bacterxy linus)作为开始,将它放进茶和糖的生长介质里。混合之后,从大豆提取分离蛋白搅匀,希望能增强适应性和其他机械性能。

发酵7天后,他们取出成型的细菌纤维素膜,放进海藻酸钙里,一种可生物降解的成分,以增加透明度,最重要的环节,是加入防水和防油特性。他们也加入聚乙二醇,协助凝合各种成分和作为增塑剂,让塑料拥有柔韧的特性。

将膜片弄干,研究员就发明了一种坚韧的原材料在各种产品进行测试。最先用来储存油腻的麦片和薯片。他们发现即使外部潮湿,它比传统细菌纤维素袋使薯片保持更脆。效果和全球公认的祸害,一次性塑料袋相同。

当研究员以他们发明的原材料制成吸管放进咖啡和碳酸饮料的水里面,他们发现稍微扭曲之后,虽然有解体的倾向,但比起取代塑料的纸吸管更耐用和更防水。

测试显示纤维素复合材料的抗拉强度,超越纸质和备受指责的一次性低密度聚乙烯塑料包装。令人鼓舞的是,这种抵抗特性不会维持太久。传统塑料的耐久特质,使它在环境中存在更久。研究员土埋他们的塑料替代品,发现在一或两个月内就会分解。

香港中文大学化学系教授魏涛说,它不会污染海洋,不会造成水生毒性。也不会食后中毒,令禽畜动物误食受害。研究员在探索,能否通过食物废物流作为原材料,培养纤维素分泌细菌,实现更可持续生产。

全球有40% 塑料垃圾是包装,大部分是一次性的,并在环境存在数十年。学者确认唯一的断供方法是限制生产,遗憾的是,人类无法完全拒绝塑料。因此,寻找替代品就是拯救地球最好的策略。

魏涛教授总结,“这说明天然原材料,本能具有超越塑料的性能。”

 

来源:人类世杂志(2023年7月7日)