在你的后院新生物可降解塑料是可降解的

我们用塑料几乎在我们生活的方方面面。这些材料是廉价和非常稳定。问题是当我们使用塑料——它可以在环境中持续存在多年。随着时间的推移,塑料会分解成更小的碎片,被称为塑料微粒,能够造成重大环境和健康问题。

最好的解决方案是使用生物塑料,生物降解,但许多的生物塑料不是在后院堆肥降解条件而设计的。他们必须处理在商业堆肥设施,无法访问的国家的所有地区。

华盛顿大学的研究人员领导的研究小组已经开发了新的生物塑料降解在同一时间作为一个香蕉皮在后院堆肥箱。这些生物塑料粉制成的蓝绿色蓝藻细胞,否则称为螺旋藻。团队使用热量和压力形成了螺旋藻粉成各种形状,同一处理技术用于创建传统塑料。华盛顿大学的这个研究小组的生物塑料力学性能与一次性使用,原料的塑料。

这个团队这些研究结果发表6月20日在先进功能材料。

“我们想要创建bio-derived和可生物降解的生物塑料在我们的后院,同时可加工的,可伸缩和可回收的,”资深作者说Eleftheria罗梅利阿威斯康辛大学的材料科学与工程助理教授。“我们已经开发出的生物塑料,只使用螺旋藻,不仅有类似有机废物的降解概要文件,但是也平均10倍,比之前报道的螺旋藻生物塑料硬。这些属性的实际应用开辟新天地spirulina-based塑料在各种行业,包括一次性食品包装或家庭塑料瓶子或托盘等。”

研究人员选择使用螺旋藻生物塑料几个原因。首先,它可以培养在大尺度上,因为人们已经使用它为各种食品和化妆品。同时,螺旋藻细胞隔离二氧化碳随着他们的成长,使生物质碳中性,或潜在的“减碳,为塑料原料。

“螺旋藻也有独特的耐火性能,”作者说Hareesh艾耶威斯康辛大学材料科学与工程博士生。“当暴露于火,立即自动灭火,与许多传统塑料燃烧或融化。这种耐火特性使得spirulina-based塑料便于应用传统塑料可能不是合适的由于他们的可燃性。一个例子可以在数据中心,因为塑料架系统用于保持服务器酷可以很热。”

制造塑料制品通常需要一个过程,利用热量和压力形状塑料成所需的形状。华盛顿大学的这个研究小组和他们的生物塑料也采取了类似的做法。

“这意味着我们不会从头开始重新设计生产线,如果我们想使用我们的材料在工业规模,“罗梅利阿说。“我们已经删除了实验室之间的一个常见的障碍和扩大,以满足工业需求。例如,许多生物塑料是由分子从生物中提取,如海藻、混合性能修饰符被扔在之前的电影。这个过程需要的材料铸造前一个解决方案,这不是可伸缩的。”

其他研究人员利用螺旋藻创造生物塑料,但华盛顿大学研究人员的生物塑料和硬度比先前要有力的多。威斯康辛大学团队优化的微观结构和成键在这些生物塑料通过改变工艺条件,如温度、压力、时间和挤出机或热压机和学习得到的材料的结构特性,包括强度、刚度和韧性。

这些生物塑料是不准备扩大规模工业使用。例如,尽管这些材料是强大的,他们仍然相当脆弱。另一个挑战是,它们对水敏感。

“你不会想要这些材料要下雨了,”艾耶说。

团队正在解决这些问题,并继续研究的基本原则,规定这些材料的行为。研究人员希望能设计为不同的情况下,通过创建各式各样的生物塑料。这将是类似于各种现有以石油为原料的塑料。

新开发的材料也可回收利用。

“生物降解不是我们首选临终的场景中,“罗梅利阿说。“我们的螺旋藻生物塑料是通过机械回收可回收利用,这是很容易理解。人们不经常回收塑料,然而,这是一个额外的好处,我们的生物塑料做在环境中降解快。”

本文的合作者包括威斯康辛大学材料科学与工程博士生伊恩•坎贝尔和马洛里帕克;保罗Grandgeorge威斯康辛大学的博士后学者在材料科学与工程;安德鲁·吉梅内斯,他完成这项工作作为一个威斯康辛大学材料科学与工程博士后学者,现在在英特尔;迈克尔·霍尔登威斯康辛大学硕士的学生学习材料科学与工程;马纳尔Mathangi威斯康辛大学本科的学生学习化学工程;玛丽莎·尼尔森,他完成这项工作作为威斯康辛大学本科学生学习生物学;和Bichlien阮微软首席研究员。这项研究是由微软、元和美国国家科学基金会。

参考:艾耶H, Grandgeorge P,吉梅内斯,et al .捏造强大而僵硬的从整个螺旋藻细胞生物塑料。副词功能材料。6月20日在线发表,2023:2302067。doi:10.1002 / adfm.202302067

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。