塑料是地球上最大的污染源之一，需要數(shù)百年的時(shí)間才能自然降解。據(jù)外媒報(bào)道，耶魯大學(xué)環(huán)境學(xué)院(YSE)和馬里蘭大學(xué)(University of
Maryland)的研究人員，利用木材副產(chǎn)品制造出更耐用、更可持續(xù)的生物塑料，以解決全球最緊迫的環(huán)境問題之一。
耶魯大學(xué)環(huán)境學(xué)院(YSE)的助理教授Yuan Yao和馬里蘭大學(xué)材料創(chuàng)新中心的教授Liangbing
Hu等人合作進(jìn)行研究，將天然木材中的多孔基質(zhì)解構(gòu)為漿料。研究人員表示，所制造的生物質(zhì)塑料表現(xiàn)出很高的機(jī)械強(qiáng)度和容納液體時(shí)的穩(wěn)定性，以及抗紫外線能力，還可以在自然環(huán)境中回收或安全地生物降解。與石油基塑料和其他可生物降解塑料相比，其生命周期環(huán)境影響較小。
Yao表示：“我們開發(fā)出一種簡(jiǎn)單明了的制造工藝，可以利用木材生產(chǎn)生物基塑料，同時(shí)具有良好的機(jī)械性能。”
為了制造漿料混合物，研究人員以木屑(木材廠的加工殘?jiān)?為原料，并利用一種可生物降解、可回收的深共晶溶劑(DES)，對(duì)粉末中松散的多孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行解構(gòu)。在所得到的混合物中，由于再生木質(zhì)素和纖維素微/納米纖維之間的納米級(jí)糾纏和氫鍵作用，材料具有高固體含量和高粘度，可以進(jìn)行澆鑄和軋制，而不發(fā)生破裂。
研究人員隨后進(jìn)行了全面的生命周期評(píng)估，以測(cè)試生物塑料與普通塑料對(duì)環(huán)境的影響。結(jié)果顯示，將生物塑料片材埋在土壤中，材料于兩周后破碎，并在三個(gè)月后完全降解;此外，研究人員表示，還可以通過機(jī)械攪拌，將生物塑料重新分解為漿料，從而回收和重復(fù)使用DES。
Yao表示：“這種塑料的優(yōu)點(diǎn)在于可以完全回收或生物降解。我們已經(jīng)最大限度地減少了流入大自然的材料垃圾?！?
Liangbing
Hu教授表示：這種生物塑料應(yīng)用廣泛，比如可以模制成一層薄膜，用于塑料袋和包裝。這是塑料的主要用途之一，也是產(chǎn)生垃圾的原因之一。另外，研究人員表示，這種生物塑料可以模制成不同形狀，因此也有望應(yīng)用于汽車制造。
該團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探討擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模對(duì)森林的影響，因?yàn)榇笠?guī)模生產(chǎn)可能需要使用大量木材，在森林、土地管理、生態(tài)系統(tǒng)和氣候變化等方面，或?qū)a(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。研究小組已經(jīng)與森林生態(tài)學(xué)家合作創(chuàng)建森林模擬模型，將森林生長(zhǎng)周期與木質(zhì)塑料制造過程聯(lián)系起來。
