把木头变成塑料

从石化塑料转向可再生和生物可降解塑料的努力已被证明是棘手的——生产过程可能需要有毒的化学物质，而且价格昂贵，而且机械强度和水稳定性往往不足。但研究人员已经取得了突破，使用木材的副产品，显示出生产更持久和可持续的生物塑料的希望。

一项研究发表在自然的可持续性,由人民币么，耶鲁大学环境学院(YSE)工业生态和可持续系统助理教授，概述了将天然木材多孔基质分解成泥浆的过程。研究人员表示，这种材料具有很高的机械强度、持液稳定性和抗紫外线性。它还可以在自然环境中回收或安全的生物降解，与石油基塑料和其他生物降解塑料相比，它对环境的生命周期影响更低。

姚说:“很多人都在尝试开发这种塑料聚合物，但机械链还不足以取代我们目前使用的塑料，目前的塑料主要是由化石燃料制成的。”“我们已经开发了一种直接和简单的制造工艺，从木材中生成基于生物质的塑料，以及具有良好机械性能的塑料。”

为了制造这种泥浆混合物，研究人员使用了一种木粉——一种通常在木材厂被丢弃的加工残渣——并用一种可生物降解和可回收的深层共晶溶剂(DES)解构了木粉松散、多孔的结构。结果表明，再生木质素与纤维素微/纳米纤维之间存在纳米级纠缠和氢键，固相含量高，粘度高，可进行浇铸和轧制而不断裂。

我们开发了一种简单的制造工艺，可以从木材中生产基于生物质的塑料，也可以生产具有良好机械性能的塑料。

然后，姚领导了一项全面的生命周期评估，以测试生物塑料与普通塑料对环境的影响。生物塑料薄片被埋在土壤中，两周后破裂，三个月后完全降解;此外，研究人员表示，通过机械搅拌，生物塑料可以被分解回泥浆中，这也允许DES被回收和再利用。

“对我来说，这才是塑料真正有用的地方:它们都可以回收或生物降解，”姚说。“我们尽量减少了所有进入大自然的材料和废物。”

生物塑料有许多用途，说Liangbing胡他是马里兰大学(University of Maryland)材料创新中心(Center for Materials Innovation)的教授，也是这篇论文的合著者。它可以被模压成可以用于塑料袋和包装的薄膜——这是塑料的主要用途之一，也是产生废物的原因。胡还说，由于生物塑料可以被塑造成不同的形状，它在汽车制造中也有应用的潜力。

该研究小组继续调查的一个领域是，如果这种生物塑料的生产规模扩大，对森林的潜在影响。尽管该过程目前在制造过程中使用木材的副产品，但研究人员表示，他们敏锐地意识到，大规模生产可能需要使用大量木材，这可能对森林、土地管理、生态系统和气候变化等方面产生深远的影响。

姚说，研究小组已经开始与一位森林生态学家合作，创建森林模拟模型，将森林的生长周期与生产过程联系起来。她还看到了与在YSE从事森林相关领域工作的人合作的机会——这是一种不寻常的便利。

“一个工程师能走在大厅里和一个护林员聊天的情况并不多见，”姚说。

么,工业生态学领域的新兴学者他去年加入了巴黎圣母院。她的研究考察了新兴技术和工业过程对环境和经济的影响。，整合来自工业生态学、可持续工程和系统建模领域的跨学科方法，以开发促进更可持续的工程方法和政策的技术。

- - - - - -Josh Anusewicz joshua.anusewicz@yale.edu