Plastik buluh baharu yang bertujuan menggantikan plastik konvensional

Di tengah-tengah perdebatan mengenai pergantungan kepada minyak untuk membuat plastik, Satu pasukan penyelidik di China telah mendedahkan bahan yang mengubah permainan: a plastik buluh berprestasi tinggi yang menjanjikan untuk mengurangkan sisa dan membuka aplikasi perindustrian baharu.

Cadangan itu tidak datang sebagai rasa ingin tahu makmal yang mudah; menurut penerbitannya dalam Nature Communications, ia menawarkan prestasi mekanikal dan haba peringkat atas, di sebelah biodegradasi dipercepatkan dan kitar semula yang cekap, faktor utama untuk penggunaan sebenar dalam pasaran.

Apa itu dan bagaimana ia dibuat

Dibangunkan oleh Universiti Perhutanan Timur Laut (Harbin), ini bahagian biomaterial selulosa buluh, yang larut dengan pelarut alkohol bukan toksik sehingga ke tahap molekul dan kemudian menyusun semula menjadi rangkaian yang padat dan kuat.

Semasa proses itu, saintis mendorong pengubahsuaian kimia terkawal yang memudahkan pemasangan semula rantai, mencapai struktur yang teratur dengan pautan yang lebih mantap dan matriks plastik yang stabil.

Strategi "kejuruteraan molekul" ini membolehkan bahan mengekalkan kebolehprosesan yang luas: Ia serasi dengan teknik industri standard seperti suntikan, pengacuan dan pemesinan.

Tidak seperti komposit "buluh" berasaskan pencampuran gentian tumbuhan dengan resin tradisional, perkembangan baharu itu elakkan polimer terbitan petroleum namun mencapai rintangan yang luar biasa.

Sifat: kekuatan dan kestabilan melebihi normal

Dalam ujian perbandingan terhadap bioplastik yang meluas, seperti PLA, dan terhadap plastik teknikal yang biasa digunakan, bahan buluh menunjukkan kekuatan tegangan 110 MPa dan modulus lentur 6,41 GPa.

La kestabilan haba melebihi 180 °C, ambang yang membolehkannya berfungsi dalam keadaan yang mencabar di mana bioplastik lain gagal disebabkan ubah bentuk atau kehilangan prestasi.

Keputusan juga mencerminkan tindak balas yang konsisten dalam ujian kebolehacuan dan tingkah laku termomekanik, parameter penting untuk bahagian menjadi betul pada kali pertama di barisan pengeluaran.

Pasukan itu menyatakan bahawa merentasi set metrik yang dinilai, plastik molekul buluh disamakan atau diatasi kepada pelbagai plastik komersil dan bioplastik semasa.

Biodegradasi pantas dan kitar semula gelung tertutup

Salah satu titik pembezaan ialah kemerosotannya: dalam tanah semula jadi bahan itu terurai sepenuhnya dalam masa 50 hari, jauh dari 100 hingga 1.000 tahun yang mungkin diperlukan oleh plastik petrokimia.

Pada masa yang sama, proses tersebut membolehkan a kitar semula gelung tertutup: Selepas diproses semula, ia mengekalkan kira-kira 90% daripada kekuatan awalnya, yang menyokong penggunaan semulanya dalam aplikasi teknikal. Gabungan gelung tertutup dan kebolehbiodegradan ini menyumbang kepada ekonomi pekeliling yang lebih realistik, dengan kurang kehilangan harta benda selepas setiap pusingan dan akhir hayat terkawal.

Melaraskan parameter pemprosesan pada suhu rendah membantu meminimumkan pelepasan yang berkaitan, tanpa mengorbankan kualiti permukaan atau toleransi dimensi yang ketat.

Aplikasi yang berpotensi dalam industri

Oleh kerana metrik mekanikal dan kestabilan termanya, bioplastik baharu boleh dimasukkan ke dalam pengacuan suntikan untuk komponen yang memerlukan ketegaran dan keliatan.

Bahagian yang mungkin termasuk perumah elektronik, elemen struktur ringan, pembungkusan boleh guna semula dan komponen perabot automotif atau teknikal tertentu. Keserasian pemesinan membuka pintu kepada kemasan ketepatan dan jangka pendek tanpa memerlukan pelaburan awal yang besar dalam acuan.

Menurut analisis teknikal-ekonomi yang dilaporkan oleh penulis, the kos pengeluaran Mereka berdaya saing berbanding plastik konvensional dan bioplastik yang menguasai pasaran hari ini.

Bahan mentah boleh diperbaharui dan ketersediaan

Buluh ialah tumbuhan daripada pertumbuhan pesat, dengan kitaran penuaian yang singkat dan sebagainya tidak memerlukan racun perosak atau baja, yang mengurangkan kesan pertanian cagaran.

Su Kelimpahan di Asia dan Amerika Latin menawarkan asas untuk model berdaya tahan dan nilai peluang di peringkat tempatan dalam ekonomi luar bandar yang dikaitkan dengan pembiakan buluh.

Dengan mengutamakan selulosa bukan makanan, perkembangan ini Ia mengelakkan persaingan dengan tanaman yang dimaksudkan untuk meja dan mengurangkan tekanan ke atas hutan. digunakan untuk pulpa dan kertas, mempromosikan amalan untuk menanam buluh.

Secara keseluruhan, skim ini memihak kepada peralihan jauh daripada bahan mentah fosil dan menyokong model pengeluaran bulat, sejajar dengan peraturan alam sekitar yang lebih ketat.

Satu langkah teknikal dengan kesan alam sekitar

Penulis menekankan bahawa pergantungan kepada plastik petrokimia telah membawa kepada krisis sisa, jadi terdapat keperluan untuk alternatif berprestasi tinggi dan bulat bahawa mereka tidak mengorbankan manfaat.

Dengan bukti yang ditunjukkan dalam ujian makmal dan proses, plastik buluh muncul sebagai calon ketara untuk aplikasi di mana ABS, polipropilena atau polistirena berimpak tinggi lebih diutamakan pada masa ini.

Keupayaan untuk merosot dengan cepat dalam tanah dan, pada masa yang sama, dikitar semula dengan cekap, mengurangkan risiko pengumpulan mikroplastik dan sisa makro di tapak pelupusan sampah dan ekosistem.

Pengesahan skala industri dan pelarasan formulasi untuk kegunaan khusus masih perlu dilakukan, tetapi asas saintifik dan proses sudah menunjukkan kematangan yang mencukupi untuk menarik pengilang.

Memandangkan data, biobahan berasaskan tumbuhan ini menggabungkan prestasi teknikal, pekeliling dan akses kepada bahan mentah boleh diperbaharui, menjadikannya pilihan yang kukuh untuk menggantikan beberapa plastik konvensional dan bergerak ke arah pengeluaran yang lebih bersih.