科学家设计了一套由甘蔗和竹子制成的“绿色”餐具,并不会牺牲便利性或功能性,并且可以替代塑料杯和其他一次性塑料容器。与传统的塑料或可生物降解的聚合物(可能需要长达450年的时间或需要高温才能降解)不同,这种无毒,环保的材料只需60天即可分解,并且足够清洁,可以容纳早晨咖啡店家取出的咖啡。这种新型塑料替代品的研究论文于11月12日发表在《Matter》杂志上。
美国东北大学的通讯作者朱红丽(Julie)说:“2007年我第一次来到美国,说实话,我对超市使用一次性塑料容器感到震惊,塑料使我们的生活更轻松,但与此同时,它变成了无法在环境中分解的废物。”后来在研讨会和聚会上看到更多的塑料碗,盘子和器皿扔进垃圾桶之后,她思考:“我们可以使用更具可持续性的材料吗?”
为了找到塑料食品容器的替代品,朱和她的同事们转向了竹子和最大的食品工业废品之一:蔗渣,也被称为甘蔗浆。研究小组将长而细的竹纤维与短而粗的甘蔗渣纤维缠绕在一起,形成一个紧密的网络,并用机械稳定且可生物降解的两种材料模制成了容器。这种新的绿色餐具不仅具有足够的强度,可以像塑料一样容纳液体,而且比可能无法完全脱墨的可回收材料制成的生物可降解物更清洁,其在土壤中放置30-45天后会开始分解,并完全失去其耐水性,60天后开始塑形。
朱说:“制造食品容器是一项挑战。它不仅需要具备可生物降解的性质,还需要具备更多。一方面,这必须是一种对食物安全的材料;另一方面,该容器需要具有良好的湿机械强度并且必须非常干净,因为该容器将被用来承载热咖啡,热午餐等。”
研究人员添加了烷基烯酮二聚体(AKD)(一种在食品工业中广泛使用的环保化学品),以提高模制餐具的耐油性和耐水性,从而确保产品在潮湿时的坚固性。添加了AKD之后,新餐具在机械强度,抗油脂性和无毒性方面都超过了商业上可生物降解的食品容器,例如其他基于甘蔗渣的餐具和鸡蛋纸箱。
此环保餐具还具有另一个优点:碳足迹显着减小。新产品的制造过程比市售塑料容器排放的CO2减少97%,比纸产品和可生物降解的塑料减少65%的CO2。团队的下一步工作是使制造过程更加节能,降低成本,从而与塑料竞争。尽管用这种新材料制成的杯子的成本(每吨2333美元)比可生物降解塑料的成本(每吨4750美元)低两倍,但传统的塑料杯子仍要便宜一些(每吨2177美元)。
朱说:“很难完全禁止人们使用一次性容器,因为它既便宜又方便,但是我相信使用更具可持续性的材料以及可生物降解的材料来制造这些一次性容器是一个环保的好方案。”
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