吸管、水瓶、购物袋、杯子、餐具：这些日常用品中有很多是由一次性塑料制成的，这意味着它们只使用一次然后就扔掉了。因此，这些物品通常最终进入垃圾填埋场和水道，在那里它们不仅会窒息和诱捕野生动物，还会在分解时将有害毒素渗入环境中。

 

现在，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种新的生物材料，可以帮助解决日益严重的塑料污染问题。 森林生物材料系的教授Lokendra Pal和Lucian Lucia发现了如何将剩余的锯末粉末和农业残留物转化为类似聚苯乙烯泡沫塑料的包装材料。

 

这种木质材料有朝一日可以取代许多一次性物品中的塑料。该项研究获得了北卡罗来纳州立大学校长创新基金的支持，目前Pal和Lucia目前正在进行试点试验，然后由潜在的行业合作伙伴进行测试和商业化。他们主要专注于制造包装和食品服务产品。

 

Lokendra Pal（中）在他的校园实验室检查生物材料样本

 

包装和食品服务产品通常由聚苯乙烯的流行品牌聚苯乙烯泡沫塑料制成，聚苯乙烯是一种石油基塑料。由于聚苯乙烯泡沫塑料不可回收且不可生物降解，因此这些产品会很快被丢弃并进入垃圾填埋场和水道，它们可能需要500年才能分解。

 

“用聚苯乙烯泡沫塑料制成的物品用不了多久就被丢弃了。但它们对人类和生态系统健康构成重大威胁，”帕尔说。“聚苯乙烯泡沫塑料的轻质成分和浮力使其能够在水中长距离漂浮。它还可以吸收和运输有毒污染物，例如汞。”

 

全球每年生产超过3亿吨塑料，其中一半用于一次性用品。研究表明，估计每年有1200万吨此类废物进入海洋。不幸的是，如果塑料生产和处置以目前的速度继续下去，到2040年，这一数量将增加近两倍，达到每年3000万吨。

 

Pal和Lucia用他们新开发的生物材料创造了几个概念验证项目

 

为了解决塑料污染问题，来自世界各地的研究人员开发了基于生物聚合物和纤维的替代品。然而，这些替代品需要大量的水、能源和化学品来生产，因此成本几乎是Pal和Lucia开发的材料的10倍。

 

Pal和Lucia开发了一种不需要水的生产工艺。相反，研究人员将锯末（木材制造和加工的低价值副产品）与农业残渣机械筛分、研磨和混合，形成粉末。然后将粉末与粘合剂混合，然后将其浇铸或模塑成物品。

 

此外，由于研究人员使用的是锯末，因此生产过程几乎是零浪费和零排放。锯木厂和类似的操作通常通过燃烧来处理剩余的锯末。这不仅结束了有价值的副产品的生命周期，而且还产生了引起气候变化的温室气体排放。

 

一旦生物材料被浇铸或模制，物品必须被干燥

 

“我们的研究主要集中在环境和经济可持续性上，”帕尔说。“我们知道这种材料不仅可回收和环保，而且在盐水中可生物降解。它会随着时间的推移而消失，从而为水生生物提供营养。”

 

Pal补充说，该材料还解决了社会公平问题，减少了塑料污染对全球边缘化社区的影响。研究表明，塑料污染最集中在中低收入国家的沿海地区，这些国家的废物管理系统已经很差。

 

最终，随着Pal和Lucia在未来六个月内对其材料进行试点和商业试验，他们计划进一步测试其生物降解性和生物相容性，并为工业合作伙伴扩大生产规模。研究人员还将探索3D打印在生产过程中的使用，目标是最终创造出环保家居用品。