澱粉和纖維素製成的可降解塑料,減少碳排放,解決海洋塑料汙染

澱粉和纖維素製成的可降解塑料,減少碳排放,解決海洋塑料汙染

圖1.由澱粉和纖維素製成的海洋生物可降解塑料製品。圖片:大阪大學

海洋垃圾堆積的主要原因是人類將塑料廢物傾倒入海洋,而大多數塑料會留在環境中不會降解。目前已經有海洋生物可降解塑料產品,如PHBH(由Kaneka Corporation生產)和PBS(由Mitsubishi Chemical Corporation生產)可用。但是,它們都被歸類為脂族聚酯,與聚乙烯和聚丙烯等常規塑料相比質量較差,而只能以低產量生產(每年約幾萬噸,而常規塑料全球年產量為3億噸),同時成本是傳統塑料的兩倍以上,所有這些因素都限制了它們的使用。

大阪大學工程學院副教授Taka-Aki Asoh和Hiroshi Uyama教授帶領的一組研究人員與日本生物化學家協會合作,將普遍存在的生物質澱粉和纖維素結合起來,開發出一種海洋生物可降解塑料。澱粉是玉米、塊莖和馬鈴薯等塊根中發現的碳水化合物的主要成分。纖維素是植物的主要成分,常見的纖維素如棉纖維。研究人員利用他們獨特的技術,顯著提高了澱粉的耐水性,所得複合片材除具有很高的海水可生物降解性外,還顯示出優異的耐水性和高強度。

澱粉和纖維素製成的可降解塑料,減少碳排放,解決海洋塑料汙染

圖2.透明,高強度澱粉/纖維素複合片材的開發。圖片:大阪大學

Asoh副教授說:“由於這些材料價格便宜,製造工藝簡單,我們可以預期開發的材料將很快投入實際使用。我們非常希望我們的材料將有助於解決日益嚴重的全球海洋問題。”

關於他們的新技術的影響,Uyama教授補充說:“有效利用低成本生物質(這是我們的技術所提供的)將減少溫室氣體(例如二氧化碳)的排放。該技術是日本為批准《巴黎協定》而提出的關鍵環境技術之一。”

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圖3.電子顯微照片,顯示了複合片材的海洋生物降解能力。圖片:大阪大學

預計該產品不僅將極大地減少全球新沉積的海洋垃圾的數量,而且還將為更有效和可持續的材料循環過程以及減少溫室氣體做出貢獻,使其有可能實現聯合國的可持續發展目標 - COP25,以及日本政府主導的Moonshot計劃(目標4,資源流通)的政策。


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