日本的一组科学家展示了一种植物来源的塑料,它可以在数小时内完全溶解于海水中,不留下任何固体残留物或持久的微塑料。
这一进展由相田卓三领导,来自RIKEN 物质科学中心,直接针对日常包装,尤其是那些通常逃避废物管理系统的包装。
材料背后的创新
起点是纤维素,地球上最丰富的天然聚合物。研究人员使用了羧甲基纤维素,一种已经工业化生产的衍生物。
关键在于应用离子聚合,这一过程允许在水中形成塑料,室温下且不使用刺激性溶剂。
材料通过离子桥结合在一起,这是一种在相反电荷之间的临时静电连接。在海水中的钠和氯化物存在下,这些连接变弱,塑料溶解为可溶性成分。
为了避免过早发生这种情况,加入了一层非常薄的屏障涂层,确保其正常但非永久的使用寿命。

特性和应用
最初的版本是刚性和脆弱的,因此添加了氯化胆碱作为增塑剂。通过调整配方,材料可以表现为刚性薄片或柔性薄膜。
在机械测试中,一些版本达到了130%的伸长率,与轻型包装兼容。还生产了厚度为0.07毫米的透明薄膜,类似于传统塑料。
为了证明其实用性,团队制造了一个轻便的袋子,能够在不破裂的情况下运输西红柿。这种包装是主要的海洋污染源之一,因此解决这一点具有重大影响。
与其他生物塑料的区别
最大的创新在于材料不会逐渐碎裂,而是分子解离,阻止了微塑料的形成。一旦溶解,所有表面都暴露出来,加速了在固体材料中需要数年时间的自然化学反应。
此外,该系统是闭环可回收的:溶解的成分可以通过添加电解质重新结合,从而无需使用新的原材料即可再次制造相同的材料。
挑战和前景
快速溶解于海洋中并不是目标。这是一个安全网,而不是管理模式。为了使回收有效,需要收集系统以防止材料的分散。
许多标记为可堆肥的生物塑料仅在工业设施中降解,而在海洋中可能几乎保持不变数年。在这里,触发因素是盐度,这也在潮湿的垃圾填埋场或盐碱土壤中打开了降解场景。
基于水且不使用刺激性溶剂的制造过程减少了塑料工业的部分环境影响,尽管仍需能源用于干燥和加工。扩大这种材料的生产需要稳定的供应链、一致的工业流程以及适应现实的废物管理法规。
植物塑料的未来
如果能够成功扩大生产,这种植物塑料可能提供一种不常见的特性:在使用期间的耐用性和管理系统失效时的快速消失。其主要贡献是避免微塑料在海洋生态系统中的积累,减少对动物、沉积物和食物链的压力。
使用植物原料和水性工艺减少了对化石资源和刺激性化学品的依赖,提供了一种更可持续的替代方案。在沿海、旅游或农业环境中,轻型包装的丢失很常见,这种材料可以成为一种环境缓冲器,在预防措施不足时限制损害。



