MIT:蚕丝溶液火狐体育官方网站可替代塑料微粒减少环境中15%的微塑料
栏目:行业动态 发布时间:2023-03-13

  历经上百年发展,塑料制品已渗透到我们的工作和生活的方方面面,它的出现极大程度上促进了工业水平进步,推动社会和科技发展,赋予各行业新的价值和商机。但在发展的同时,塑料也让自然和人类付出了巨大代价。

  人类使用塑料制品最早可追溯到19世纪前,1868年,美国印刷工人约翰·海厄特发现,在硝化纤维中加入樟脑用作增塑剂,会得到一种柔韧性相当好、发硬但不发脆的材料,这种材料可在热压下制成各种形状。这是世界上诞生的第一件塑料制品——赛璐珞(celluloid)。

  区别于矿产、水源、天然气、石油等自然资源,塑料是人工合成材料,在地球存在的几十亿年间从未出现,无法进入自然环境分解转化,成为自然的一部分。

  据不完全统计,迄今为止人类的自然活动已经在海洋、大气等生态系统中留下约90亿吨塑料垃圾,这个重量比胡夫大金字塔还要重1500倍,在这些塑料垃圾中,仅有约9%的塑料具备重复利用价值。

  绿色和平组织(Greenpeace)2022年出具的一份环境报告显示,2021年,美国塑料制品的回收率为5%,火狐体育官方网站其中大部分回收塑料仍长期停留在在垃圾填埋场、水体、大气环境中,经自然光照、风化作用分解成越来越小的碎片,最终形成微塑料。

  微塑料也称“海洋中的PM2.5”,先被低等生物(如浮游生物)摄入,少部分排出体外,大部分无法消化,随着生物链一层层向上传递,最终到达食物链顶端——人类的身体里。火狐体育官方网站微塑料尺寸仅有5-100mm,其体积小,危害性却极强。

  2022年3月,科学家首次在人体血液中检测到了微塑料污染。在近80%的实验受试者样本中发现了这种微小颗粒。

  2022年6月,根据发表在科学杂志《冰冻圈》上的一项最新研究显示,在南极洲的新降雪中首次发现了微塑料。

  2022年9月,南京医科大学夏彦恺教授团队,在人体的血栓中发现了一定数量和不同类型的微塑料和染料颗粒。

  2020年6月12日,美国犹他州立大学首席研究员、环境科学家贾尼斯·布拉尼(Janice Brahney)发表在美国《科学》杂志上的一篇研究报道中表明,塑料污染物已遍布美国西部11个国家公园和野生保护地区,其中包括著名的科罗拉多大峡谷和落基山国家公园。日常进食、饮水不仅会摄入生物链中的微塑料,同样会摄入大气中沉积的微塑料。这一污染物已经覆盖全球,它进入大气循环、伴随降雨、水流,一直遍布到人迹罕至之地。

  微塑料的威胁不仅源于自身所含的合成添加剂与塑料成分,其体积微小,在食物链和生态循环中极易夹带其他环境污染物,其中就包括病毒、细菌和其他未知威胁,微塑料是一种难以防范的传染介质。

  分散在环境中的微塑料在进入土壤后会间接改变土壤结构,微塑料颗粒大小不一,密度成分与土壤本身完全不同,随着沉积量上升,微塑料将替代部分土壤,改变其物理性质。由此造成最直观的影响就是依靠土壤生存的动植物将直接吸收这些微塑料,造成原本一些不可被生物体吸收的有害物质可通过吸附在微塑料上进入动植物体内,通过食物链传递,引发未知的健康危害。

  2022年,麻省理工学院(MIT)的研究人员在《Small》杂志上发文,声称其开发了一种基于丝绸的生物可降解系统,以取代添加在农产品、油漆和化妆品中的微塑料。该系统工艺方法简单、可控,适用于多数制造设备。

  文章指出,自然界中存在的微塑料约有10%-15%为初级微塑料,这是一种人为添加在洗衣粉、化妆品、牙膏等日化产品中的配方物,主要为塑料微珠和颗粒,添加后可提升产品的使用效果。火狐体育官方网站这些东西在我们的生活和工作中被使用,日复一日的被人类“主动吸收”。

  MIT研究团队发现,将蚕丝或蚕茧水解融化后得到的溶液,可应用特殊工艺制备成涂层与其他性状材料。将其应用于日化或一些工业用途的设备中,通过“封装物质”的原理实现微塑料配方相同功能,且在满足功效的同时实现安全的生物降解。

  上图描电子显微镜图像显示了含有维生素C的丝包微胶囊,在不同的细节尺度。左边和上面的中心是用喷雾干燥法制成的样品,这种方法在工业上已经广泛应用。在右图和底部中心,是通过超声波喷雾冷冻干燥制成的样品,研究人员使用这种方法来揭示有关过程的更详细信息。

  目前,美国液态蚕丝技术公司evolvedbynature(EBN)通过Activated Silk技术,将蚕丝溶液制备成涂层材料、护肤品配方,替代衣物、日化等产品中的化学成分。EBN将这项技术称为“可持续的化学制品”,近两年通过品牌联名,技术合作等方式,推出合成皮革等新型面料,打破了蚕丝原本的行业范围与 应用产业。2022年7月,EBN获得Teachers Venture Growth和Senator Investment Group领投的1.2亿美元C轮融资,值得关注的是,奢侈品公司Chanel(香奈儿)继2019年6月收购该公司少数股权后,再次参与了本轮融资。

  不同于纺织品应用标准,MIT所研发的这项技术可利用废料丝绸或低档生丝来进行研发工作与量产,对产业而言,就如同1868年塑料制品诞生之时,为各行业所带来的全新赋能一般。这项利用蚕丝的技术也将为纺织业、农业、化学品产业带来新的发展和商机。