Transformarea lemnului în plastic reciclabil, biodegradabil

Materialele plastice sunt unul dintre cei mai mari poluanți din lume și durează sute de ani până se degradează în natură. O echipă de cercetători condusă de profesorii YSE Yuan Yao și Liangbing Hu de la Universitatea din Maryland au creat bioplastice de înaltă calitate din subproduse din lemn, sperând să rezolve una dintre cele mai presante probleme de mediu din lume.

Eforturile de a trece de la materialele plastice petrochimice la materialele reciclabile și biodegradabile s-au dovedit dificile – procesul de fabricație poate necesita substanțe chimice toxice și este costisitor, rezistența mecanică și stabilitatea apei sunt adesea insuficiente. Dar cercetătorii au făcut descoperirea folosind subproduse din lemn, care promit să producă bioplastice durabile și durabile.

Cercetări publicate anual Sustenabilitatea naturiiYale Yao descrie procesul de transformare a unei matrice poroase de lemn natural în nămol, scris de Yuan Yao, asistent la Departamentul de ecologie industrială și sisteme durabile de la Școala de mediu Yale (YSE). Cercetătorii spun că materialul rezultat prezintă rezistență mecanică ridicată, stabilitate în timp ce reține lichidul și rezistență la lumina ultravioletă. În plus, poate fi reciclat sau biodegradabil într-un mediu sigur, iar ciclul de viață al mediului este scăzut în comparație cu materialele plastice pe bază de ulei și alte materiale plastice biodegradabile.

“Au existat multe încercări de a produce aceste tipuri de polimeri în materiale plastice, dar firele mecanice nu sunt suficiente pentru a înlocui materialele plastice pe care le folosim în prezent, în principal din combustibili fosili”, spune Yao. „Am dezvoltat un proces de fabricație simplu și simplu care produce materiale plastice pe bază de biomasă din lemn, precum și materiale plastice cu proprietăți mecanice bune.”

Pentru a crea amestecul de suspensie, cercetătorii au folosit pulberea de lemn – un reziduu de reciclare care este de obicei eliminat ca deșeuri în fabricile de lemn și a dezintegrat structura liberă, poroasă a prafului cu solvent eutectic adânc biologic și reciclabil (DES). Amestecul rezultat, care conține o mizerie la scară nanomatică și o legătură de hidrogen între lignina regenerată și micro / nanofibrile de celuloză, are un conținut ridicat și o vâscozitate ridicată și poate fi turnat și zdrobit.

“Am dezvoltat un proces de producție direct și simplu care produce materiale plastice pe bază de biomasă din lemn, precum și materiale plastice cu proprietăți mecanice bune.” – Yuan Yao, profesor asociat de ecologie industrială și sisteme durabile

Yao a condus apoi o evaluare cuprinzătoare a ciclului de viață pentru a testa impactul asupra mediului al bioplasticelor împotriva plasticelor obișnuite. Straturile bioplastice au fost îngropate în sol, sparte după două săptămâni și complet distruse după trei luni; În plus, cercetătorii notează că bioplasticele pot fi descompuse din nou prin amestecarea mecanică în suspensie, permițând DES să fie reciclate și reutilizate.

„Pentru mine, acest lucru face ca plasticul să fie cu adevărat bun: totul poate fi reciclat sau biodegradabil”, spune Yao. „Am redus la minimum toate materialele și deșeurile din natură”.

Bioplasticele au multe aplicații, spune Liangbing Hu, profesor la Centrul de reînnoire a materialelor de la Universitatea din Maryland și coautor al articolului. Poate fi ambalat în pungi de plastic și într-un film care poate fi utilizat în ambalaje – unul dintre motivele pentru cea mai mare utilizare a materialelor plastice și a deșeurilor. Hu a mai spus că, din moment ce bioplasticul poate fi modelat în diferite forme, poate fi utilizat și în fabricarea de automobile.

Dacă acest lucru crește producția de bioplastice, unul dintre domeniile în care echipa de cercetare va continua să studieze ar putea fi impactul asupra acestor păduri. Deși în prezent procesul folosește subproduse din lemn în producție, cercetătorii sunt foarte conștienți de faptul că producția pe scară largă poate necesita utilizarea unor cantități mari de lemn, care pot fi utilizate pentru controlul pădurilor, gestionarea resurselor funciare, ecosistemelor și schimbărilor climatice. au un impact major asupra schimbării. numiți câteva.

Yao a menționat că echipa de cercetare a început deja să lucreze cu ecologiștii pădurilor pentru a crea modele de simulare a pădurilor prin legarea ciclului de creștere a pădurilor de procesul de producție. De asemenea, el vede o oportunitate la YSE de a colabora cu oameni care lucrează în domenii legate de pădure – o comoditate neobișnuită.

„De multe ori un inginer nu poate merge pe hol și să vorbească cu un pădurar”, spune Yao.

Yao, un om de știință emergent în domeniul ecologiei industriale, s-a alăturat facultății YSE anul trecut. Cercetările sale examinează impactul ecologic și economic al tehnologiilor în evoluție și al proceselor industriale, combinând abordări interdisciplinare în ecologie industrială, inginerie durabilă și modelarea sistemelor pentru a dezvolta tehnici care promovează abordări și politici de inginerie mai durabile.

Informații: „Bioplastic de celuloză lignozică puternică, biodegradabilă și reciclabilă” de Qingqing Xia, Chaoji Chen, Yonggang Yao, Jianguo Li, Shuaiming He, Yubing Zhou, Teng Li, Xuejun Pan, Yuan Yao și Liangbing Hu, 25 martie 2021, Sustenabilitatea naturii.
DOI: 10.1038 / s41893-021-00702-w

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.