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研究人员把木头变成塑料 或用于汽车制造

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58京牌 塑料是地球上最大的污染源之一,需要数百年的时间才能自然降解。,耶鲁大学环境学院(YSE)和马里兰大学(University of Maryland)的研究人员,利用木材副产品制造出更耐用、更可持续的生物塑料,以解决全球最紧迫的环境问题之一。

(图片来源:耶鲁大学)

耶鲁大学环境学院(YSE)的助理教授Yuan Yao和马里兰大学材料创新中心的教授Liangbing Hu等人合作进行研究,将天然木材中的多孔基质解构为浆料。研究人员表示,所制造的生物质塑料表现出很高的机械强度和容纳液体时的稳定性,以及抗紫外线能力,还可以在自然环境中回收或安全地生物降解。与石油基塑料和其他可生物降解塑料相比,其生命周期环境影响较小。

Yao表示:“我们开发出一种简单明了的制造工艺,可以利用木材生产生物基塑料,同时具有良好的机械性能。”

为了制造浆料混合物,研究人员以木屑(木材厂的加工残渣)为原料,并利用一种可生物降解、可回收的深共晶溶剂(DES),对粉末中松散的多孔结构进行解构。在所得到的混合物中,由于再生木质素和纤维素微/纳米纤维之间的纳米级纠缠和氢键作用,材料具有高固体含量和高粘度,可以进行浇铸和轧制,而不发生破裂。

研究人员随后进行了全面的生命周期评估,以测试生物塑料与普通塑料对环境的影响。结果显示,将生物塑料片材埋在土壤中,材料于两周后破碎,并在三个月后完全降解;此外,研究人员表示,还可以通过机械搅拌,将生物塑料重新分解为浆料,从而回收和重复使用DES。Yao表示:“这种塑料的优点在于可以完全回收或生物降解。我们已经最大限度地减少了流入大自然的材料垃圾。”

Liangbing Hu教授表示,这种生物塑料应用广泛,比如可以模制成一层薄膜,用于塑料袋和包装。这是塑料的主要用途之一,也是产生垃圾的原因之一。另外,研究人员表示,这种生物塑料可以模制成不同形状,因此也有望应用于汽车制造。

该团队将继续探讨扩大生产规模对森林的影响,因为大规模生产可能需要使用大量木材,在森林、土地管理、生态系统和气候变化等方面,或将产生深远影响。研究小组已经与森林生态学家合作创建森林模拟模型,将森林生长周期与木质塑料制造过程联系起来。

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