研究人员将柳枝稷转化为生物塑料

2025-07-20 10:13来源:本站

  

  Researcher turns switchgrass into bioplastics

  用传统的以石油为基础的方法制造的塑料已经达到了它的目的。这种近乎完美的包装材料在改变世界食品供应方面发挥了重要作用,几乎可以在日常生活的每个领域找到。

  但随着人类越来越依赖塑料,严重的环境问题已经出现,比如大太平洋垃圾带。我们迫切需要一种天然的、类似塑料的替代品,根据南达科他州立大学的研究人员斯里尼瓦斯·贾纳斯瓦米的说法,一种可持续的治疗方法是可以实现的。

  加州州立大学乳品与食品科学系副教授贾纳斯瓦米说,生物塑料是一种类似塑料的薄膜,与石油基塑料具有相同的品质,但由天然材料制成。生物塑料是我们解决持续不断的塑料垃圾危机的最好机会。

  贾纳斯瓦米说:“塑料在每个家庭都是为了方便而使用的,但许多塑料没有得到适当的回收,而是被倾倒在全球各地。”“塑料需要700多年才能降解,并对我们的生物圈和生态系统构成持久的威胁。”

  Janaswamy的研究处于生物塑料发展的前沿。在过去的几年里,他展示了如何利用各种农业副产品,包括鳄梨皮和废咖啡渣,成功地制造出可生物降解的薄膜。

  Janaswamy实验室的一项新研究展示了这一点说明了如何从原产于北美的多年生草原高草柳枝稷(Pancium virgatum)中提取透明且牢固的可生物降解薄膜。这篇文章发表在杂志上资源有限公司环保及循环再造该项目名为“柳枝稷木质纤维素残留物的可生物降解薄膜”。Researcher turning switchgrass into bioplastics

  在美国,柳枝稷在各种不同的气候条件下大量生长,使其成为土壤保护、观赏草、供热和生物燃料的宝贵资源。柳枝稷还含有大约58%的木质纤维素材料,使其成为开发塑料替代产品的理想材料。

  为了制作这些电影,Janaswamy和他的研究团队——包括SDSU的毕业生Sajal Bhattarai和普渡大学的研究生研究助理——首先从柳枝稷中提取了地球上最丰富的可再生生物质——木质素纤维素材料。木质纤维素材料,或植物干物质,由纤维素、半纤维素和木质素组成。

  在提取材料后,经过过滤、漂白、洗涤和干燥过程,产生白色残留物,然后用于制作薄膜。完全干燥后,研究小组评估了薄膜的质量。

  结果表明,在30%土壤水分条件下,膜透明,抗拉强度高,40天内完全生物降解。最后一个特性——生物降解——对生物塑料的发展至关重要,因为石油基塑料的主要挑战是它们无法降解。例如,一个塑料瓶需要700多年才能在土壤中自然降解。理想情况下,生物塑料可以在短时间内生物降解,大大减少环境中的塑料垃圾数量。

  Janaswamy说:“这项研究成功地证明了柳枝稷的木质纤维素残渣可以制成可生物降解、生物相容性强、透明的薄膜。”该薄膜具有高拉伸强度、低水蒸气渗透性和良好的生物降解性。

  薄膜的一个缺点是伸长率相对较低,特别是与合成薄膜相比。Janaswamy将此归因于木质纤维素刚性网络结构的结构性质。增塑剂,添加到塑料中使其软化的液体,一般可以提高薄膜的柔韧性和伸长率。然而,塑化剂并没有在这项特殊的研究中进行测试。Janaswamy指出,这将是未来研究的一个感兴趣的领域。

  除了消除塑料废物并随后改善环境之外,这项工作还可以帮助该地区的农民创造额外收入,因为用于生物塑料的材料通常要么没有得到充分利用,要么根本没有得到利用。

  贾纳斯瓦米说:“我们的星球需要可持续、经济和环保的解决方案来解决塑料的影响。”“坚固且可生物降解的柳枝稷残基薄膜为设计和开发可重复使用、可回收和可堆肥的薄膜开辟了新的机会之窗,这些薄膜来自未充分利用的、廉价和丰富的农业生物质,以友好和可持续的方式为循环农村经济做出贡献。”

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