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面临来势汹汹的电子废物,科学家们会采纳哪些富有成效的对立方法呢?

最近,关于塑料的新闻继续不断,无论是#大西洋中微塑料或达2100万吨#,仍是#47个人体器官样本中校测到塑料成分#,“白色污染”现已逐步要挟着生态平衡, 也在影响着人类健康。

但是在信息时代,电子产品一旦抛弃,也会给本就非常软弱的生态环境系统添加重负。电子产品结构杂乱,所用资料触及的种类许多,加上许多资料有较高的力学强度,很难在天然环境中分化。那么面临来势汹汹的电子废物,科学家们会采纳哪些富有成效的对立方法呢?

微生物:化解电子废物的勇士

科学家们发现研讨开发用于电子产品的可生物降解的资料,是处理电子废物问题的一条有效途径。这儿所说的生物降解,是指微生物关于资料的降解效果;而可生物降解资料,就是在天然环境中微生物的效果下能够降解的资料。如此说来,不起眼的微生物竟能够成为化解电子废物的勇士了。

那么,微生物是怎样发挥效果的呢?电子废物的主体是高分子资料,关于可生物降解的高分子资料,将其置于天然环境中“堆肥”的条件下,降解进程就一步步地产生了:首要,微生物分泌出的水解酶黏附在资料外表,通过酶的水解效果,堵截资料外表的高分子链,生成小分子化合物,这就是“降解”。

然后,降解的生成物被微生物摄入体内,化作微生物的躯体或转变为微生物活动的能量,通过种种代谢途径,终究转化成二氧化碳和水,或许还有一些对环境无害的无机盐。而二氧化碳和水又将参加新一轮生命物质的缔造,这就是天然界的生命循环,也可看作是“碳素”的循环。在这个循环进程中,微生物的勤劳劳动是功不行没的。

天然高分子:大天然的大方奉送

用于工业产品的可生物降解资料,除了要在天然环境中生物降解之外,还应满意其他许多条件:榜首,它的出产进程不会对环境构成污染;第二,它的降解产品不会损害环境;第三,在功能上,它要契合产品对资料功能的要求;第四,它有必要能够完成工业化出产,使得出产本钱下降,满意产品关于资料本钱的要求。

要一起满意这么多条件是很不简单的。到哪里去寻找这样的资料呢?幸而,咱们首要能够从大天然的瑰宝中取得大方的奉送。

可生物降解资料的主体是高分子资料,而高分子资料分为两大类:一类是天然高分子资料,另一类是组成高分子资料。天然高分子资料就是大天然的赠予。

大天然生生不息地繁育着很多植物和动物,它们体内存在着很多天然高分子物质,包含纤维素、木质素、淀粉、甲壳素、壳聚糖和各种动植物蛋白质,等等。这些天然高分子能够制成可生物降解的资料。

其间,纤维素是最丰厚的天然高分子物质,整个地球每年生成数以百亿吨计的植物纤维素,成为储量惊人的可再生资源。纤维素纤维是一种颇有发展远景,可生物降解的天然高分子资料。现在,在科学家的尽力下,纤维素纤维现已取得了惊人的运用效果。

聚乳酸:最有远景的可降解组成高分子资料

再来说说组成高分子资料。前边讲过的天然高分子资料,大多数是能够生物降解的。与此构成明显对照,大多数组成高分子资料是不能生物降解的。因而,才有了塑料袋、塑料瓶的白色污染。

近年来,科学界日益注重这方面的研讨,一些新式的可生物降解的组成高分子资料被开发研发出来,包含聚乳酸、聚己内酯、聚丁二醇丁二酸酯等。其间,聚乳酸是最具有发展远景的种类。

聚乳酸颗粒

说到聚乳酸,人们可能会联想到酸奶,因为酸奶里边是含有乳酸的。但聚乳酸却并非从酸奶中提炼乳酸来出产,而是以玉米等为质料制作的。先将玉米制成淀粉,再对淀粉进行糖化,生成葡萄糖,由葡萄糖及必定的菌种发酵制成高纯度的乳酸。

乳酸分子中有一个羟基和一个羧基,很多乳酸分子在必定条件下产生聚合反应:不同分子的羟基与羧基彼此“脱水缩合”,生成酯基,开释出水。就这样,乳酸分子们“手拉手”构成了聚合物,名叫聚乳酸。聚乳酸在聚合物分类中归于聚酯,是一种塑料。

聚乳酸及其制品在堆肥条件下天然分化成二氧化碳和水,是可彻底生物降解的组成高分子资料,实属难能可贵。一般塑料以不行再生的石油为质料,出产聚乳酸的质料玉米则是可再生资源。

此外,聚乳酸还具有杰出的生物相容性,且安全无毒。但是,聚乳酸在功能上也有其不足之处,如耐热性较差,并且力学功能较脆。归纳考虑功能上的优缺点,聚乳酸首要运用于医疗、农业和包装等范畴。在被运用于电子产品之前,聚乳酸一向徜徉在高强度资料及其制品的门槛之外。

日本公司用聚乳酸和洋麻制成了手机外壳

多年来,科技界在尽力测验扩展聚乳酸的运用范畴,使这种具有生物降解特性的组成高分子资料能够运用于电子产品。详细的尽力方向之一就是进步聚乳酸的力学功能,战胜其脆性。为了进步资料的力学功能,一般有两条可供挑选的途径:其一,是把该资料与较为“强悍”的资料进行混合,专业术语叫共混;其二,是把该资料与纤维状的资料复合,制成纤维增强复合资料。

关于聚乳酸,科技人员首要测验了榜首条途径。国外多家公司研发了聚乳酸与聚碳酸酯的共混资料,用于手机外壳的制作,其功能可与常用的手机外壳资料苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物相媲美。

但是,令人遗憾的是,在这类资猜中聚乳酸的用量仅为20%~30%,其他为无法生物降解的聚碳酸酯等资料。明显,该类共混资料不行能从全体上完成生物降解。只能说,该类资料因为部分运用聚乳酸而减少了关于石油资源的依靠。

科技工作者又测验了第二条途径。日本一家公司选用洋麻作为天然纤维增强剂,研发了聚乳酸与洋麻纤维的复合资料。用洋麻纤维与聚乳酸制成复合资料,能够明显提高聚乳酸的耐性和耐热性,两者还能够一起完成生物降解,堪称是绝妙的合作。

洋麻是一种草本植物,是出产麻绳、麻袋等物品的质料,具有质地坚韧、纤维长、色泽皎白和拉伸强度高级特色

此外,洋麻很廉价,用在聚乳酸中不会添加本钱。日本这家公司现已研发出含有20%洋麻纤维的聚乳酸复合资料,用于制作手机外壳,具有杰出的耐热性和抗冲击性。在该复合资料组分中,可生物降解资料占到90%,应该说,这是向彻底的生物降解资料麦苗了一大步。

假如有一天,你用上了聚乳酸外壳做的手机,会不会联想到酸奶?或许,你阅读了本文之后,会在喝酸奶的时分想到手机呢?

从整个社会的视角来看,以塑料抛弃物为标志的“白色污染”正愈演愈烈,石油等资源趋于干涸也绝非骇人听闻,而可生物降解资料的开发在资料功能等方面又遭受了难题。在这样的大布景下,用于电子产品的可生物降解资料的可喜发展,堪称是人们向绿色环保资料麦苗的一次破冰之旅。虽然是初试锋芒,却弥足珍贵。

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