减少塑料污染!科学家研发出由藻类制成的人字拖 16周即可生物降解

 

减少塑料污染!科学家研发出由藻类制成的人字拖 16周即可生物降解

材料科学家已经用藻类制造出可生物降解的人字拖,以帮助减少进入海洋的有害塑料垃圾的数量。

专家们用海藻油制造出聚氨酯泡沫,以满足人字拖和其他通常由柔性塑料制成的鞋子的商业规格。

人字拖是世界上最受欢迎的鞋子,价格便宜、负担得起。由于材料脆弱,人们通常只使用很短的一段时间,几次使用后就丢弃了。

人字拖一旦被丢弃,需要数百年才能分解,然后进入海洋,杀死海洋生物,污染水源。

但是新研究出的这种商业级的泡沫在16周后会在堆肥和土壤中降解,这意味着如果它漂到海洋中就会分解。

这种泡沫可以满足夹趾拖鞋的脚底和鞋的缓冲层的商业需求。

加州大学圣迭戈分校(UCSD)的史蒂芬·梅菲尔德(Stephen Mayfield)说:“材料的寿命应该与产品的寿命成正比——我们不需要一种材料在只能使用一两年的产品上停留500年。”

梅菲尔德在接受《每日邮报》采访时表示,在印度洋的一些岛屿上,人字拖和其他简单的鞋子估计占到海洋塑料垃圾的25%左右。

因此,加州大学圣地亚哥分校正与美国初创公司Algenesis Materials合作,开发可在自然环境中生物降解的聚氨酯产品。

研究人员用海藻油制成聚氨酯泡沫,以满足鞋零件的商业规格。

藻类在光合作用下生长速度很快,从藻类中提取的油“具有独特的代谢途径”,可以产生可转化为塑料化学品的碳氢化合物。

超过一半的新型泡沫是由生物成分组成的——活的或死的有机体。

梅菲尔德说:“这些泡沫有52%的生物含量——最终我们会达到100%。”

“我们用海藻油来制造所谓的多元醇,它大约是聚氨酯的一半,而聚氨酯的另一半来自一种叫做异氰酸酯的物质,而且我们仍然从石油中获取它。”

“尽管异氰酸酯来自石油,但它仍然是可生物降解的,一旦降解成分子,微生物就会吃掉它。”

研究人员用这种油来制作凉鞋的脚底,即脚底下柔软的部分,以及大底,即面对地面的较硬部分。

带子也是由可生物降解的材料制成的,不过该团队还没有尝试过用他们自己的聚氨酯泡沫制作。

这种泡沫对海洋生物也是无害的,因为海洋生物常常把塑料碎屑误认为猎物而吞下,造成致命后果。

梅菲尔德说:“一些生物可以靠我们的泡沫和一些盐生存,所以我们的泡沫实际上是微生物的食物。”

研究小组不仅想用海藻油制造人字拖,还想降解它们。

因此,泡沫立方体在两种不同的环境中放置——堆肥和土壤,使它们暴露在可能在自然环境中发现的微生物中。

立方体在装满堆肥或土壤材料的容器中放置之前要称重和压缩测试,并将其放置在53华氏度(30摄氏度)持续高湿度的环境中。

一组对照立方体也在相同的孵化条件下进行了测试,以确认物理降解是由于暴露在堆肥或土壤中而不是简单地暴露在高湿度环境中。

他们发现,堆肥和土壤浸泡的立方体的质量和抗力在12周后就开始下降,16周后就会分解。

在泡沫分解期间,为了考虑任何毒性,科学家们测量了可降解材料中脱落的每个分子,并确定了能够降解泡沫的生物。

细菌和真菌将聚氨酯产品解聚,这意味着它们破坏了赋予泡沫固体结构的聚合键。细菌可以利用聚氨酯作为唯一的碳源存活下来。

解聚后的产物可以被分离出来,再次用于合成产生的聚氨酯液体,从而有效地回收。

材料科学家们现在正致力于以经济的方式商业化生产这种泡沫。

这项研究发表在《生物资源技术报告》上。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-8603803/Scientists-develop-biodegradable-flip-flops-algae.html

本文来源前瞻网,转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点,本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。(若存在内容、版权或其它问题,请联系:service@qianzhan.com)

 

文章标题: 减少塑料污染!科学家研发出由藻类制成的人字拖 16周即可生物降解