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仿生列

在线索塑料更安全

当狮子座的贝克兰首次合成的苯酚,甲醛和木粉,使酚醛塑料在1907年,我相信他没有的,他介绍了材料的未来影响的想法。虽然他曾表示,第一热固性塑料做过将有一千个用途,可以少他想象多么短暂,他的印记。

在一点点超过100年,石油为基础的合成聚合物发现他们的方式到我们生活的方方面面,从蹒跚学步的橡皮环塑料衬里的棺材。甚至到达超出了坟墓。虽然我们的血肉之躯也会衰减,它的一些塑料内容,积累过一辈子,会更长的时间迟延。所以这是我们的海洋和土地。

这将是愚蠢的,建议我们废除塑料。他们是太宝贵,太无处不在,太有用了。但是,我们应该破除,是他们做的方式,一些方法,我们使用它们,当然我们做什么与他们时,他们已经完成了他们的工作。新战略应包括进一步发展生物塑料,其中一些已经在提供希望的结果。

塑料时代

我们生活在塑料时代。

虽然只要不是石器时代,青铜或铁时代,塑料时代的对自然世界的影响已经大于它比所有的这些组合的持续时间短。全世界生产了大约2013年2.99亿公吨塑料,其中大部分由东流向西部。中国是24.8%的最大生产国,其次是欧洲占20%,而北美地区的19%。

2015年全球消费量平均约45公斤每一个男人,女人和孩子在地球上估计。令人震惊的是,这是关于比它可能是什么,因为在欧洲和北美的平均消费是人均超过135公斤三个下部次。唯一欠缺的发展至今仍保持着世界其他地区的效仿,但许多人渴望改变这种状况。印度塑料行业,例如,投射其2013国内总消费量在未来五年内翻一番。

黄金三镖客

塑料是精彩的东西,当然:轻,强,防水,腐烂和耐腐烂,具有高的热和电绝缘性能。它可以在任何你喜欢的颜色或足够清晰的生产识破,根本不需要做任何颜色。你可以把它变成板材,棒材或几乎任何你喜欢的形状。

这也是便宜的 - 至少当你忽略了环境和健康成本,那些麻烦的外部性,大多数公司会计一直忘了在自己的书进入。制作出来的东西塑料,而不是玻璃或金属,通常可以节省大量能源,材料以及随后的温室气体的创造。

虽然没有人真正知道它的环境和卫生费一些简单的东西是已知的。大多数塑料持续了很长一段时间没有打破和90%以上是从来没有回收利用。它的大部分含有有毒的动物,可以滤出当它分解的化合物。

某些塑料,包括聚碳酸酯瓶,罐的树脂衬,含有似是而非内分泌干扰物如双酚A(BPA)和邻苯二甲酸盐被边吃边喝吸收。人在美国大约93%的人在他们的尿液中BPA的检测水平,根据美国疾病控制中心和预防。几乎所有的成年人也有邻苯二甲酸酯的可测量的水平在他们的身体,有八成的小娃娃。

产生的塑料三分之一在一次性包装中使用的,其中大部分是制造后的一年内丢弃。只能使用一次,这些持久性和毒性化合物可以预期流连几十年。能源成本,超出了我们的健康和环境的恶化:石油产量的约8%用于制造这些塑料 - 一半原料和一半功率的处理。

得到相同的性能,而成本

如果我们要消除合成聚合物的最危险的方面,需要三样东西:新配方,使可持续采购和回收;在一个良性的方式分解材料;和收集,处理和再利用的更复杂的系统。

生物塑料将是解决方案的一部分。他们是由两种基本类型的材料:是生物基的,但不可生物降解的生物可降解材料和物质。后者,做成这样的事情如纤维素,代表了大多数当前的生产中的62.4%,具有可生物降解的材料,其包括在37.6%的其余部分。虽然2013全球产量在160万吨,相对于石油基塑料小,它是一个产业规模,预计四,在未来五年。

虽然其中的许多塑料利用天然材料的,必须将它们归类为生物利用率的例子,不是仿生。有,但是,材料正在开发的尝试模仿的形式和性质,以构建性能以及天然材料的使用过程。

其中之一是Shrilk,词语“虾”和“丝”,材料的两个来源为塑料的混为一谈。虾提供几丁质,从其中更有用脱乙酰壳多糖是由糖和昆虫丝提供素蛋白,蛋白质。这两种物质被放置在复合拍摄每一个的特性的优点,以使产品既结实耐用。

几丁质是世界上第二大最常见的有机材料后纤维素。它是一种多糖,或糖,在甲壳纲动物贝壳,昆虫表皮,真菌壁和软体动物的珍珠质找到。它通常与其他物质结合在一起,使强大的复合材料。鲍鱼壳的珍珠层是一个很好的例子。几丁质脚手架认为然后被矿化,制造复合材料比任何陶瓷强硬蛋白质凝胶。

哈维尔·费尔南德斯,首席研究员和博士后研究员,和Donald Ingber的威斯研究所生物主任启发工程在哈佛大学,构思和两年前开发Shrilk并在杂志上先进材料发表自己的作品。

他们观察到的一些天然材料的交叉铺网的性质和模仿它,胶合板时尚,在微观尺度。将所得的材料不仅生物基,也可生物降解和生物相容的。美国食品和药物管理局已经批准了壳聚糖和丝素蛋白,使其适合于生物医学应用。

在高分子材料与工程在三月份的报告中,对他们透露最新成果。现在只与壳聚糖工作,他们已经能够演示了基于壳聚糖的塑料可以是注塑或铸像任何当前塑料可扩展的生产过程。键他们创新是细碎磨练式所保留的脱乙酰壳多糖的三维机械性能。

甲壳素,可以通过磨碎虾壳或生长真菌来源的,不影响陆地粮食生产。迄今为止,地面虾壳已被广泛用于化肥,化妆品,食品添加剂,但从未在大自然做一个结构性的方式。重构的脱乙酰壳多糖是一第一使用结构,而不是材料,以产生强度,性质的一个基本原则。生产成本目前高于的基于石油的塑料,但木粉到壳聚糖式加法使得成本相当。研究人员认为,经济规模将进一步降低单位成本。

该材料也得到很高的评价,可回收性和生物降解性,一方面,在聚合物中使用的染料是可恢复的,因此,塑料不具有在再循环之前进行排序。此外,该材料不仅将打破在数周之内,但会增加氮任何土壤,它在,鼓励植物生长。

从本质和它的原则,简化翻译现成的方法和材料的敏锐的观察力,这些研究人员已经为我们带来了更接近一个世界里,我们可以享受的塑料的优点,而不可恶的成本。

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