将木材变成可回收的可生物降解的塑料

塑料是世界上最大的污染者之一，花了数百年来降低自然。一支由yse教授带领的研究团队袁耀国和马里兰大学梁虎虎梁虎源于木材副产品的高品质的生物塑料，他们希望能解决世界上最紧迫的环境问题之一。

从石化塑料转向可再生和可生物降解的塑料的努力已经证明了棘手 - 生产过程可能需要有毒化学品并且昂贵，而机械强度和水稳定性往往不足。但研究人员使用木材副产品进行了突破，这表明了生产更耐用和可持续的生物塑料。

在自然可持续发展中发表的一项研究，由袁耀华，工业生态和可持续系统的助理教授（YED学院）（YSE），概述了将天然木材多孔基质解构成浆料的过程。研究人员说，所得材料显示出高机械强度，稳定性时保持液体，耐紫外线。它还可以在自然环境中再循环或安全生物降解，并且与基于石油的塑料和其他可生物降解的塑料相比，生命周期的环境影响较低。

“有很多人试图在塑料中开发这些聚合物，但机械股线不足以取代我们目前使用的塑料，这些塑料主要来自化石燃料，”姚明说。“我们开发了一种简单而简单的制造过程，可以从木材中产生基于生物质的塑料，也可以提供良好的机械性能。”

为了创造浆料混合物，研究人员使用了木粉 - 一种处理残留物，通常被丢弃为木材磨机中的废物 - 并用可生物降解和可回收的深对共晶溶剂（DES）解构粉末的松散，多孔结构。在再生木质素和纤维素微/纳米纤维之间具有纳米级缠结和氢键合的所得混合物，具有高固体含量和高粘度，可以在不破裂的情况下浇铸和轧制。

“我们开发了一种简单而简单的制造过程，可以从木材中产生基于生物质的塑料，也可以提供良好的机械性能。” - 袁瑶，工业生态与可持续系统助理教授

然后姚明导致了综合生命周期评估，以测试生物塑料对抗公共塑料的环境影响。将生物塑料片埋在土壤中，两周后裂开，三个月后完全降级;此外，研究人员说，通过机械搅拌可以将生物塑料重新分成浆料，这也允许DES恢复和重复使用。

“那对我来说，这是真正使这个塑料的好处：它全部可以回收或生物降解，“姚明说。“我们已经最小化了所有材料和废物进入大自然。”

Maryland大学材料创新中心教授梁博士表示，生物塑料具有许多应用。它可以模塑成可用于塑料袋和包装的薄膜 - 塑料的主要用途之一和废物生产的原因。胡还表示，由于生物塑料可以模塑成不同的形状，因此它也具有在汽车制造中使用的潜力。

研究团队继续调查的一个领域是如果这种生物塑料的制造被缩放，则对森林的潜在影响。虽然该过程目前在制造业中使用木材副产品，但研究人员表示，他们敏锐地意识到大规模生产可能需要使用大量的木材，这可能对森林，土地管理，生态系统和气候变化产生深远的影响少数名。

姚明说，研究团队已经开始与森林生态学家合作，创造森林仿真模型，将森林的生长周期与制造过程联系起来。她还看到了一个机会与在yse与森林有关的领域工作的人合作 - 一个罕见的便利。

“这不是工程师可以走下大厅，与林师交谈，”姚明说。

姚明，工业生态领域的新兴学者，去年加入了YSE教师。她的研究探讨了新兴技术和工业流程的环境和经济影响。，整合来自工业生态，可持续工程和系统建模领域的跨学科方法，开发促进更可持续的工程方法和政策的技术。

参考：秦钦夏，巢家陈，永港瑶，江淮，雪陵，玉瑶，陈兵潘，袁耀兵，自然可持续发展。
10.1038 / S41893-021-00702-W