現代生活幾乎離不開各式的保鮮膜。
這種便捷的塑料產品,包裹在我們的水果、蔬菜、肉類和海鮮上,它們通過隔絕氧氣的方法,延長食材的鮮嫩時間。而在冰箱里,它們能有效的阻隔氣體分子的擴散,從而保證箱內環境的清新。
遺憾的是,如此方便的保鮮膜,卻被稱為上個世紀最差的發明之一。
在白色污染日益嚴重的今天,保鮮膜也扮演著環境殺手的角色。相比于普通塑料,它們材質更薄,形狀不固定,為了衛生,也很少會重復使用,難以做到循環利用。大量使用以及缺乏后續處理,保鮮膜造成的浪費和污染也是觸目驚心。
如果保鮮膜能實現降解,想必諸多環境問題都能迎刃而解。
能夠完全降解的保鮮膜
目前有研究人員稱,他們已經發明了可以替代常規保鮮膜的新型材料。這種材料由兩種天然成分——貝類及樹木的纖維混合制成,是一種能夠完全降解的柔韌薄膜。
喬治亞科技學院的科學家們,在ACS 化學工程期刊上發表了這個研究成果。
在他們的論文中,闡述了如何利用纖維素(組成植物細胞壁的成分)和幾丁質(一種存在于貝殼、昆蟲和真菌體內的纖維狀物質)的簡單混合溶液,創造出了這種新型的環保薄膜。
新型薄膜結構模型圖。圖片來源:ACS Chemistry & Engineering,2018。新型薄膜結構模型圖
這種薄膜材料具體是如何得到的呢?
在論文論述里,科學家首先提取出纖維素和幾丁質納米纖維,然后將它們懸浮在水中,以此來得到溶液。
接著將這種溶液均勻地噴灑在平坦的表面上,由于幾丁質和纖維素具有相反的電性,它們會緊密的粘附在一起。
據此特性,研究人員通過噴灑幾丁質和纖維素浸透溶液交替層,可以使各層相互融合在一起,最終形成一體的有彈性的薄膜結構。
一旦這種多層物質變干,它就會變得透明而且柔韌,這些特點能讓它成為塑料包裝的實際替代品。和常規的塑料是相比,由于新薄膜是天然有機大分子材料構成的,所以有著很好的生物可降解性。
新材料的保鮮效果遠好于普通薄膜
研究人員通過實驗表明,這種可生物降解的薄膜比常規保鮮膜更能抵擋氧氣的入侵,因為它擁有氣體難以通過的晶體結構。與普通的保鮮膜相比,這種由幾丁質和纖維素制造的保鮮膜減少了高達73%的空氣透過濾,這個優點能讓食材持續保鮮的更久。
除了安全可降解以及擁有更好的保鮮效果外,這種材料還具有另一個優勢:它的原材料來源廣泛。纖維素和幾丁質是地球上最常見的兩種有機大分子,在自然界的生命體中普遍存在,因此,一旦新型保鮮膜需要量產,原材料的來源完全不成問題。
利用貝類等廢棄物來制造
人類已經成功地實現了纖維素的人工生產,在工業上用途眾多; 而幾丁質雖然沒有大規模上的生產,但它普遍存在于蟹類、蝦類和貝類的外骨骼中——因此,海鮮行業會成為這種原材料的巨大供應源頭。
利用貝類等廢棄物來制造這種生物可降解塑料,同時也能使漁業中的廢棄物遠離垃圾填埋場,這會有效的減少對環境的污染。
100%生物可再生
由于被浪費的食物在分解過程中,每年會向大氣中排放成噸的溫室氣體。
但通過新型薄膜的使用,能延長食材的保存時間,在減少食物浪費的同時,也能達到對環境的保護。
科學家說,“在包裝材料領域,這種薄膜將成為100%生物可再生技術的基礎”。當然,這些構想都基于一個巨大的“如果”,具體的實施還需要進一步的探索。
研究人員指出,要想大量生產可降解薄膜,促進對環境的良性影響,還需要在制造業上投入大量的資金,才能逐步與目前的塑料市場形成抗衡。
但是,他們的研究也表明,我們擁有足夠的智慧和資源,能借著這類技術,去解決這個時代最大的環境災難。
日本6家機構共同宣布,生物降解塑料 (聚乳酸除外)即使在深海也能被微生物分解,這一發現是世界第一次。這些研究機構來自東京大學、海洋研究開發機構、群馬大學、產品評價技術基礎機構、產業技術綜合研......
瑞典林雪平大學科學家在最新一期《先進科學》雜志上發表研究,展示了一種由纖維素和導電聚合物制成的新型氣凝膠。這種氣凝膠可對通過其中的高頻太赫茲光進行調節,為醫學成像、通信等領域帶來新的應用可能性。太赫茲......
近年來,大數據、互聯網和人工智能的快速發展,對數據處理的速度和效率提出了更高的要求。人類大腦是最復雜的計算系統之一,可以通過密集協調的突觸和神經元網絡同時存儲、整合和處理大量的數據信息,兼具高速和低功......
誰能忘記“幸存者(Survivor)”節目的參賽者為了贏得一百萬美元獎金而被迫吃下脆皮昆蟲和其他難吃食物的令人反胃的時刻?在大膽的烹飪挑戰中,該電視節目的參賽者們在觀眾不適感的觀看下展現了美食勇氣。消......
中國科學技術大學俞書宏院士團隊研制出了一種高性能纖維素基納米紙材料,其在極端條件下仍可保持優異的機械和電絕緣性能。相關成果日前發表于《先進材料》。復合納米紙的的制備與結構示意圖中國科大供圖隨著人類對南......
近日,大連化物所生物技術研究部生物分離與界面分子機制研究組(1824組)卿光焱研究員團隊設計并制備了一種用于汗液中鈣離子傳感的可持續、不溶性和手性光子纖維素納米晶體貼片。該研究為纖維素納米晶(CNC)......
塑料制品無處不在,已經深入人類生活的各個角落。塑料涉及到我們的衣食住行,支撐和改變著我們的生活。然而,塑料是一把“雙刃劍”。不可降解的塑料被丟棄到環境中,對生態和人類健康造成了巨大的危害[1]。圖1.......
德國科學家的一項研究發現,暴露于臭氧污染可能會破壞果蠅在空氣中傳播的信息素,干擾它們吸引伴侶或認知異性果蠅的能力。這些發現凸顯了人類活動對昆蟲種群的又一可能威脅。相關研究近期發表于《自然—通訊》。許多......
2022年9月23日是中國農民豐收節,記者當天從科技部獲悉,作為“十三五”國家重點研發計劃“秦巴山、呂梁山主要經濟作物提質增效技術集成研究與示范”項目的一項重要成果,“全生物降解滲水地膜旱作技術”具有......
本周,《自然》雜志在線發表了中國團隊的一項重要成果。中國農業科學院植物保護研究所/農業基因組研究所楊青教授團隊和中國科學院高能物理研究所龔勇研究員合作,闡明了幾丁質生物合成的機制,從而為針對幾丁質合成......