科学家研制可降解仿生透明薄膜|我科学家成功研制可降解仿生透明薄膜

科学家研制可降解仿生透明薄膜

据科技日报，日前，中国科学技术大学俞书宏院士团队成功研制了一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜。

研究人员表示，这种仿生薄膜材料集成了优异的光学、力学和热学性能，并且在自然条件下可以完全生物降解，克服了废弃塑料难以降解的问题。

我科学家成功研制可降解仿生透明薄膜

塑料垃圾对生态环境造成了巨大危害，对人类健康也产生巨大的威胁，发展新一代可持续塑料替代材料迫在眉睫。

记者从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队成功研制了一类超强、超韧、透明的高性能可持续仿贝壳复合薄膜，成功构筑了“砖-纤维”仿贝壳层状结构。

使该薄膜展现出远超传统塑料的力学性能，展现出比塑料薄膜更突出的综合性能。研究成果日前发表于《物质》上。

据介绍，这种高透明高雾度薄膜得益于致密的仿贝壳“砖-纤维”结构，通过薄膜内部孔隙的填充保证透光效果，通过纳米片-纤维素的界面散射保证光学雾度，从而可以在370—780纳米的可见光谱波长范围内，同时实现超过73％的高透明度和超过80％的高光学雾度。

同时，该薄膜还具有高强、高韧的优异性能，分别是商用PET塑料薄膜的6倍和3倍以上。

此外，纳米纤维三维网络和“砖-纤维”仿贝壳结构设计，有效抑制裂纹扩展，同时纤维变细效应可以提高材料内部纤维间的氢键密度、促进薄膜拉伸过程中的纤维滑移。

从而使材料兼具高强度和高韧性。

而且，该薄膜在250℃下仍能保持结构和性能稳定，在极端环境下具备比塑料薄膜更为优异的服役性能。lz16.cn

研究人员表示，这种仿生薄膜材料集成了优异的光学、力学和热学性能，并且在自然条件下可以完全生物降解，克服了废弃塑料难以降解的问题。

在满足柔性电子器件基底材料光学透明性、柔性、低成本以及高低温下的尺寸稳定性等要求的同时，全生命周期绿色无污染，在未来柔性电子器件领域将具有广泛的应用前景。

剩餐打包成为多方共识 可降解塑料产业迎来机遇

据介绍，十三届全国人大常委会立法规划已将制定粮食安全保障法列为一类项目，即“条件比较成熟、任期内拟提请审议的法律草案”，有关方面正在积极开展相关工作。

特别是在餐饮消费环节，将积极倡导合理、健康的饮食文化，建立制止餐饮浪费行为长效机制。

近日已有多个地方的餐饮行业协会发出倡议，提醒消费者适度适量点餐，并将剩餐打包带走，做到光盘不剩菜。

华创证券指出，根据《相关塑料制品禁限管理细化标准》（2020年版），包括餐饮打包外卖服务在内的多种不可降解塑料袋，将从今年年底开始禁限。

2018年我国可降解塑料需求仅4.2万吨，预计政策落地后，外卖、快递、农膜三个领域的市场需求将增至154.53万吨。

从上游的乳酸、丙交酯等原材料，到中游的聚合物合成及塑料制品制备，再到下游的垃圾分类降解，都有望迎来快速发展。

金发科技的完全生物降解塑料业务今年上半年营收增长51.3%，毛利增长71.4%。

金丹科技是国内乳酸龙头，正在向下延伸产业，形成完整的乳酸-丙交酯-聚乳酸链条。

瑞丰高材投建的年产6万吨PBAT生物降解塑料项目有望在明年下半年投产。

其他个股：中粮科技、华峰氨纶。

可降解的塑料主要有哪些？

翁云宣：可降解材料包括生物降解天然高分子材料，如纤维素、淀粉、纸等，也包括生物合成或化学合成得到的生物降解塑料等。

这些材料可以通过堆肥方式进行降解。

一种材料如纸、塑料等，如果宣称有堆肥能力，必须说明材料在堆肥化体系中可生物分解和崩解，堆肥必须符合相关的质量标准，包括低重金属含量、无生物毒性、无明显可区分的残留物等。

堆肥化的方式一般会有工业化堆肥和庭院堆肥。工业化堆肥是指在控制条件下，微生物对固体和半固体有机物质进行好氧中温或高温降解，产生稳定腐殖质的过程。

一般周期为180天，但随着好氧堆肥技术的变化，最短时间也有到30天甚至更短。

庭院堆肥是指主要利用家庭厨余或园林垃圾，进行好氧堆肥，庭院堆肥的时间较工业堆肥时间长，但一般最长不超过一年。

要注意的是，并不是说可降解塑料只能够通过堆肥方式来降解，完全可降解塑料，也能够在其他条件，如自然环境的土壤、海水等条件合适情况下降解。

但降解的速度和塑料的化学结构、制品的配方以及降解环境条件有关系。

根据目前已有的实验及文献报道，PHA、PBAT、PCL、PBS等材料在海水、土壤、堆肥条件下都比较容易生物降解，在常温、温湿度合适情况下，能在2~6个月内被完全降解；

而PLA在堆肥条件下比较容易生物降解，但在海水与土壤条件下降解周期或速度相对较慢。

PBAT、PHA、PCL、PBS等在正常气候条件下，5个月埋土、湿度足够情况下是可以完全降解的，且对植物不会造成影响；

PLA材料降解速度相对较慢，时间较长，但和PBAT或PBS等材料共混后，从实验结果看，也能在半年左右内被完全降解。

PHA、PBAT材料在模拟海水、25℃±3℃条件下，约在30~60天就能完全降解。

大家都特别关心，生物降解塑料降解后的产物，会不会对环境造成次生危害，所以对生物降解塑料的降解性能要求增加了重金属含量的指标；

对可堆肥塑料其堆肥化后的堆肥进行了生态毒性试验，包括植物毒性试验、蚯蚓毒性试验等；

对土壤可降解的生物降解地膜，除了降解性能、重金属含量规定外，新的国际标准对生态毒性等也进行了规定。

因此，从目前看，符合标准要求的生物降解塑料，降解后对环境不会造成次生危害。

此外，主链含苯环的聚合物的可降解塑料相对来说稳定性高。

许多人会以为，含苯环的生物降解塑料不能被微生物降解，但因为生物降解的芳香族聚合物其化学结构的特殊性，自然界也有可以降解苯环类的微生物存在。

因此它也可以被微生物降解，且降解后产物的毒性也不会对环境造成危害。

扩展消息：2016年至2040年将产生13亿吨塑料垃圾

大约100年前，人类发明了塑料，既便宜又方便，融入大众生活每个环节，带来巨大便利。然而，绝大部分塑料垃圾不易自然降解或无法循环使用。

据《科学》杂志7月24日报道，由英国利兹大学考斯塔斯·维利斯博士率领的17位国际专家组成的团队，通过一种叫做“进入大洋塑料”的计算机模型。

对世界塑料的生产、使用及产生垃圾情况进行计算机模拟。

最后得出如下结论：如不采取有效措施，2016年至2040年之间，全球将会有13亿吨塑料垃圾倒入大地和海洋。这是对20年后塑料垃圾污染情况的首次全面评估。

研究指出，全球目前塑料制品年产量约3亿吨，其中仅10%得到回收，大量的塑料垃圾均被焚烧、倒入地面和倾倒进海洋。一些专家指出，世界塑料产量每11年翻一番。

计算模拟显示，2040年一年，倾倒进海洋的塑料垃圾将达到2900万吨，相当于全球每米海岸线都有50公斤塑料垃圾，而2016年为1100万吨。