Augu Plastmasas Sēklu Tehnoloģija No Miatas Līdz Tējas Maisiņiem

{h1}

Plastmasai labākajā gadījumā ir jaukta reputācija, taču, izmantojot jaunus paņēmienus izturīgu, uz augu bāzes veidotu polimēru izstrādāšanai, "zaļie" materiāli tagad atrod ceļu uz visu, sākot no automašīnām un beidzot ar līmēm.

Žaklīna Konciatore ir zinātniskā rakstniece ASV Nacionālajam zinātnes fondam. Viņa pievienoja šo rakstu WordsSideKick.com's Ekspertu balsis: op-ed un atziņas.

Vairs nav ierasts dzirdēt: "Papīrs vai plastmasa?" lielveikalā. Daudzās jurisdikcijās plastmasas opcija tiek ierobežota. Simtiem pašvaldību visā pasaulē - pat veselas valstis, piemēram, Ķīna un Indija - aizliedz vai apliek ar nodokli vieglus, vienreiz lietojamus plastmasas maisiņus.

Katru gadu Amerikas Savienotajās Valstīs arvien vairāk valdību ievieš šādus ierobežojumus, kas ir daļa no lielākas pārejas no plastmasas uz naftas bāzes. Tā kā cilvēki arvien vairāk uztraucas par atkritumu poligoniem (vai, vēl sliktāk, atklātajiem okeāniem) un problēmām, kas saistītas ar fosilo kurināmo, jebkura lieluma uzņēmumi meklē vairāk nekā "tradicionālās" naftas bāzes plastmasas uz alternatīvām, kas iegūtas no augiem, vai pat sintezēti mikroorganismi.

Ilgtspējīgu polimēru centra pētnieku mērķis ir attīstīt ekonomiski konkurētspējīgus un videi draudzīgus polimērus, kas pārspēj viņu tradicionālos kolēģus. Bioplastmasa pilnībā vai daļēji tiek ražota no atjaunojamiem biomasas avotiem, piemēram, cukurniedrēm un kukurūzas, vai no mikrobiem, piemēram, rauga. Daži no tiem ir bioloģiski noārdāmi vai pat kompostējami.

Ilgtspējīgu polimēru centra pētnieku mērķis ir attīstīt ekonomiski konkurētspējīgus un videi draudzīgus polimērus, kas pārspēj viņu tradicionālos kolēģus. Bioplastmasa pilnībā vai daļēji tiek ražota no atjaunojamiem biomasas avotiem, piemēram, cukurniedrēm un kukurūzas, vai no mikrobiem, piemēram, rauga. Daži no tiem ir bioloģiski noārdāmi vai pat kompostējami.

Kredīts: NSF

Bioplastiskā revolūcija

Bioplastmasa pilnībā vai daļēji tiek ražota no atjaunojamiem biomasas avotiem, piemēram, cukurniedrēm un kukurūzas, vai no mikrobu, piemēram, rauga, sagremotajiem materiāliem. Daži bioplastmasas ir bioloģiski noārdāmi vai pat kompostējami, ja ir piemēroti apstākļi. [Citizen Science mērķis ir sakopt Klusā okeāna plastmasu]

Šīs jaunās, videi draudzīgākās plastmasas tiek audzētas visdažādākajās vietās, sākot no tējas maisiņiem līdz 3D drukas materiāliem un beidzot ar medicīnas implantiem.

Pēc ASV Vides aizsardzības aģentūras datiem, ASV 2012. gadā radīja gandrīz 32 miljonus tonnu plastmasas atkritumu, bet tikai 9 procentus no tiem reģenerēja pārstrādei, atstājot aptuveni 29 miljonus tonnu. Daļa no tā nonāk poligonos, bet daļa nonāk zemē kā pakaiši vai okeānā.

Pēc ASV Vides aizsardzības aģentūras datiem, ASV 2012. gadā radīja gandrīz 32 miljonus tonnu plastmasas atkritumu, bet tikai 9 procentus no tiem reģenerēja pārstrādei, atstājot aptuveni 29 miljonus tonnu. Daļa no tā nonāk poligonos, bet daļa nonāk zemē kā pakaiši vai okeānā.

Kredīts: NSF

Piemēram, Somijā patērētāji tagad var iegādāties pienu kartona kastēs, kuras izgatavojusi Tetra Pak un kas ir 100% augu bāzes. Amerikas Savienotajās Valstīs neliels uzņēmums, kas saucas Iris Industries, izmantoja Kickstarter, lai izkāptu no zemes ar "Denimite", marbleizētu zilu kompozītmateriālu, kas izgatavots no pārstrādāta džinsa, un termoreaktīvo sveķu saistvielu, kas daļēji balstās uz bio. Un NSF finansēts Ekovatīvs izgatavo iepakojuma materiālu ar nosaukumu Myco Foam, kas ir paredzēts polistirola iepakojuma aizstāšanai, kas ir videi draudzīgu patērētāju loks, kuri tomēr pērk ēdienreizes.

Uz biodegvielu balstīta plastmasa pieaug. Plaukstošais Eiropas bioplastmasas tirgus pieaug par vairāk nekā 20 procentiem gadā. Paredzams, ka globālais pieprasījums katru gadu palielināsies par 19 procentiem katru gadu līdz 2017. gadam, saskaņā ar tirgus pētījumu grupas Freedonia datiem. Paredzēts, ka globālās ražošanas jaudas palielināsies par 400 procentiem līdz 2018. gadam, lielāko daļu bioplastmasu ražojot Āzijā, norāda European Bioplastics (EUBP), asociācija, kas pārstāv nozares intereses Eiropā.

Iepakojums ir bijis un joprojām ir viens no visizplatītākajiem bioplastmasas lietojumiem, bet citās jomās, piemēram, tekstilizstrādājumos un automobiļu ražošanā, vērojams pieaugums.

"Sākot ar funkcionāliem sporta apģērbiem ar uzlabotu elpojamību un beidzot ar degvielas caurulēm, bioplastmasa nepārtraukti izplatās jaunos tirgos," sacīja EUBP priekšsēdētājs Fransuā de Bijs.

Pat sporta automašīnu tirgus novērtē bioplastmasu. Mazda paziņoja pagājušā gada nogalē, ka tā izmantos jaunu bioplastmasu sava MX5 Miata salonā (un galu galā arī ārpuses). 2014. gada decembra paziņojumā presei uzņēmums saka, ka augu bāzes plastmasu, ko tā izstrādāja ar Mitsubishi Chemical Corp., var krāsot, un tai ir augstāka kvalitāte, mazāk toksiska apdare nekā tradicionālajām krāsotajām virsmām.

Tāpat Ford Motor Co. pagājušā gada jūlijā paziņoja, ka tā sadarbosies ar Heinz, lai izgatavotu plastmasu no palikušajām tomātu ādām, lai izmantotu automašīnu vadu stiprinājumos un glabāšanas tvertnēs.

Viena no īpašībām, ko pētnieki pārbauda plastmasā, ir elastība.

Viena no īpašībām, ko pētnieki pārbauda plastmasā, ir elastība.

Kredīts: NSF

Kā dzimst plastmasa

Visas šīs aktivitātes ir aizraujošas, taču lielāko daļu mūsdienu plastmasas joprojām iegūst no neatjaunojamiem resursiem: jēlnaftas atradnēm zemē. Eļļu ekstrahē un nosūta uz destilācijas rūpnīcu, lai iegūtu destilācijas starpproduktu, ko sauc par ligroīnu. Intensīvs karstums palīdz "sašķelt" ligroīnu mazākās ogļūdeņražu molekulās, piemēram, etilēnā un propilēnā. Šīs ķīmiskās vielas tiek apvienotas ar katalizatoru un polimerizētas, veidojot daudzu saistītu molekulu ķēdes - materiālus, kurus mēs pazīstam kā plastmasu.

Dažādiem plastmasas veidiem būs dažādas polimēru struktūras un atšķirīgas īpašības (stingrība, stingrība, stiprība, caurspīdīgums utt.). Pēc tam ražotāji iegādājas masveida polimēru granulas, granulas vai šķidrumus dažādu formu plastmasas izveidošanai, izmantojot tādus procesus kā ekstrūzija vai iesmidzināšana.

Centiens izmantot alternatīvus, vairāk atjaunojamus barības krājumus balstās uz pieaugošajām bažām par naftas ķīmijas produktu ietekmi uz veselību un vidi, kā arī uz cilvēku piesardzību, ko viņi izjūt, paļaujoties uz ierobežotajiem fosilā kurināmā resursiem. Daudzas uz naftas bāzes izgatavotas plastmasas nesadalās simtiem vai pat tūkstošiem gadu - oglekļa-oglekļa saites, kas veido polimērus, ir tik izturīgas. Pēc ASV Vides aizsardzības aģentūras (EPA) datiem, ASV 2012. gadā radīja gandrīz 32 miljonus tonnu plastmasas atkritumu, bet tikai 9 procentus no tiem reģenerēja pārstrādei, atstājot aptuveni 29 miljonus tonnu. Liela daļa pārējo nonāk atkritumu poligonos kā zemes pakaiši vai okeānā.

Turklāt uz naftas bāzes ražota plastmasa ir saistīta ar tādām veselības problēmām kā endokrīnās sistēmas darbības traucējumi, un pētījumi rāda, ka cilvēka ķermenī uzkrājas dažas potenciāli kaitīgas plastmasas ķīmiskas vielas.

Ar Nacionālā zinātnes fonda atbalstu Minisotas universitātes ķīmiķis Marks Hillmijers un Ilgtspējīgu polimēru centra komanda cenšas pārveidot veidu, kā plastmasa tiek izgatavota un neapstrādāta.

Ar Nacionālā zinātnes fonda atbalstu Minisotas universitātes ķīmiķis Marks Hillmijers un Ilgtspējīgu polimēru centra komanda cenšas pārveidot veidu, kā plastmasa tiek izgatavota un neapstrādāta.

Kredīts: NSF

Nākamās plastmasas ražas stādīšana

Lai stimulētu risinājumus, dažas valdības veicina globālo un nacionālo ekonomiku, kuras pamatā ir bioekonomika vai tā saucamā bioekonomika. 2012. gadā Obamas administrācija izlaida Nacionālo bioekonomikas projektu, kas aicina palielināt pētniecību un attīstību, tehnoloģiju nodošanu, apmācību un citus pasākumus, lai virzītu valsts bioekonomiku. Uzņēmumi ir ieinteresēti ievērot šo vadību - faktiski viņi, iespējams, apsteidz patērētājus, no kuriem daži nevēlas maksāt prēmiju par zaļāku plastmasu. [Bioloģiski noārdāmās metālapstrādes no metāna un augu atkritumiem kalšana]

"Patērētāji vēlas šos materiālus, un viņi vēlas, lai tie būtu ilgtspējīgāki," sacīja Minesotas Universitātes Ilgtspējīgu polimēru centra (CSP) direktors Marks Hālmers. "Bet viņi parasti to nedarīs par maksu. Tas, ko mēs dzirdam no rūpniecības, ir:" Jā, mums acīmredzot ir uzņēmumi, kas paļaujas uz naftas ķīmijas izejvielu krājumiem, un mēs acīmredzot vēlamies būt rentabli šajos uzņēmumos. Bet mēs vēlamies būt arī daļai no nākotnes, "piebilda Hillmijers.

CSP darbu atbalsta gandrīz trīs desmiti uzņēmuma filiāļu, tostarp 3M, Ashland, BASF, Coca-Cola, General Mills, Henkel, Kimberly-Clark, Natureworks un Schlumberger, kas veido centra Rūpniecības konsultatīvo padomi.

Coca-Cola ir bijis viens no lielās uzņēmējdarbības līderiem bioplastmasas attīstībā ar pārstrādājamu "PlantBottle", kas daļēji izgatavots no PET (polietilēntereftalāta), kas iegūts no cukurniedrēm. PlantBottle iepakojums veido 30 procentus no uzņēmuma iepakojuma Ziemeļamerikā un 7 procentus visā pasaulē, "padarot Koksu par pasaules lielāko bioplastmasas galalietotāju", sacīja uzņēmums. Uzņēmums ir arī paziņojis, ka vēlas, lai līdz 2020. gadam tās pudeles būtu 100% izgatavotas no augu bāzes plastmasas.

Alternatīvā plastmasa parādās arī nišas izstrādājumos. Piemēram, pagājušajā gadā vīna korķa ražotājs Nomacorc izlaida pārstrādājamu korķi, kas izgatavots no atjaunojama augu bāzes polietilēna, un Somijas uzņēmums Ahlstrom pārdod tējas maisiņus, kas izgatavoti no polilaktīnskābes (PLA), kuru iegūst no tādiem resursiem kā kukurūzas ciete un cukurniedres, un tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem bioplastmasiem.

Zaļās izmaksas

Pētniekiem, kas strādā ar uzņēmumiem, ir izaicinājums izgatavot materiālu, kas būtu ne tikai bioloģiski noārdāms un netoksisks, bet arī rentabls.

"Daudzi cilvēki, ieskaitot mūs, ļoti labi izgatavo dārgus polimērus, kas palīdz mums virzīties uz priekšu pamatzinātnē, bet kas ekonomiski nav tik dzīvotspējīgi," sacīja Hillmijers. "Un tas, ko mēs patiešām cenšamies uzsvērt centrā, atkal ar rūpniecības ieguldījumu, ir, kā to izdarīt ekonomiski?"

Līdz šim Hitleram un viņa kolēģiem ir bijuši vairāki veiksmes stāsti:

  • Centrā tika izstrādāta bioloģiski noārdāma līme, kas izgatavota no PLA un polimēra, kura pamatā ir mentols, kas kādu dienu varētu padarīt lipīgo piezīmju pārstrādi efektīvāku un videi draudzīgāku. (Lielākā daļa piezīmju ir naftas bāzes un tām ir tendence sagremot pārstrādes iekārtas.)
  • Centrs ir identificējis veidu, kā izmantot piedevas, lai uzlabotu PLA stingrību ar koeficientu vairāk nekā 10.
  • Viņi ir atklājuši jaunu, augstas veiktspējas bioloģisko elastomēru (elastīgu polimēru, kas atgādina gumiju), kas varētu būt ekonomisks, nomācošs aizstājējs pašreizējiem naftas bāzes materiāliem.

Ja esat aktuāls eksperts - pētnieks, biznesa vadītājs, autors vai novators - un vēlaties sniegt ieguldījumu op-ed, rakstiet mums šeit.

Ja esat aktuāls eksperts - pētnieks, biznesa vadītājs, autors vai novators - un vēlaties sniegt ieguldījumu op-ed, rakstiet mums šeit.

Izstrādājot jaunus materiālus un tos no laboratorijas nonākot tirgū, ir daudz citu izaicinājumu.

"Mūsu absolventi, maģistranti un doktoranti regulāri dzird nozares pārstāvjus par izaicinājumiem, ar kuriem [uzņēmumi] saskaras, mēģinot tirgū ieviest jaunu materiālu," sacīja CSP rīkotājdirektore Laura Seiferta. "Vai to ekonomiski izdevīgā veidā var pielīdzināt rūpnieciskam procesam? Vai materiālu var izmantot esošajā infrastruktūrā, vai mums ir jāceļ pilnīgi jauna ražotne, lai pieņemtu šo jauno tehnoloģiju? Un dzīves beigās... vai tas ieviesīs mūsu pārstrādes straumē vairāk kaitējuma nekā labuma? "

"Tās ir smagas problēmas," sacīja Hillmyer. "Ja tas būtu viegli, kāds to būtu izdarījis."

Lai gan polimēru rūpniecība negrasās mainīties vienas nakts laikā, ilgtermiņā pārmaiņas ir neizbēgamas, viņš piebilda. "Absolventi, pēcdoktorantūras pētnieki un studenti... centrā, viņus vada šie principi. Tāpēc mums nav grūti pārliecināt viņus, ka tas viņiem ir jādara. Viņi aug šajā pasaulē. [jautājot] “Kā mēs varam padarīt mūsu pasauli ilgtspējīgāku?”

Sekojiet visiem ekspertu balsu jautājumiem un debatēm - un kļūstiet par diskusijas daļu - Facebook, Twitter un Google+. Paustie uzskati ir autora viedokļi, un tie ne vienmēr atspoguļo izdevēja uzskatus. Šī raksta versija sākotnēji tika publicēta vietnē WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Ķīnas Ekstremālo Aukstuma Momentu Ieraksti
Ķīnas Ekstremālo Aukstuma Momentu Ieraksti

Eksperti Prognozēja Kolorado Zibspuldzes Plūdus
Eksperti Prognozēja Kolorado Zibspuldzes Plūdus

Zinātne Ziņas


Vai Atdalītā Galva Var Dzīvot?
Vai Atdalītā Galva Var Dzīvot?

'Augšāmcēlies' Haizivju Sugas, Kas Atrastas Dziļi Atlantijas Okeānā
'Augšāmcēlies' Haizivju Sugas, Kas Atrastas Dziļi Atlantijas Okeānā

Pētījums: Vienkārša Rakstīšana Liek Izskatīties Gudram
Pētījums: Vienkārša Rakstīšana Liek Izskatīties Gudram

Kāds Spēks Izveidoja Šos Savādos Kubus Antarktīdas Ledū?
Kāds Spēks Izveidoja Šos Savādos Kubus Antarktīdas Ledū?

Titāniks: Fakti Par Kuģi “Neizmērojams”
Titāniks: Fakti Par Kuģi “Neizmērojams”


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com