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中国澳门学院成功研制出一种可食用、透明且可生物降解的材料,被觉得在乳品包装领域具有巨大潜力。
塑胶包装对环境导致了重大污染,几乎难以在商场订购任何商品时不接触到这些以石油为基础的污染物制成的包装和其他包装材料。塑胶垃圾抢占了垃圾填埋场中的大部份比列。因而,中国台湾学院的科学家们将眼神投向了真菌纤维素(BC),这是一种从个别类型的真菌中提取的有机化合物,早已遭到人们关注,被觉得是取代塑胶的可持续、易获取且无毒的解决方案。
物理系院长涂毅解释了真菌纤维素潜力的关键缘由:BC具有出众的拉伸硬度和高度的多功能性。
“已经对BC进行了广泛的研究,包括其在智能包装、智能薄膜和通过混和、涂层等技术制备的功能化材料中的应用。那些研究表明,BC具有取代一次性塑胶包装材料的潜力,因而它是我们研究的合理起点。”
与动物细胞壁中的纤维素不同,BC可以通过微生物发酵形成,而无需采伐行道树或庄稼。涂院长强调,为此中国包装技术协会塑料包装,“这种生产方式不会造成森林采伐或栖居地失去,致使BC成为一种更可持续、环境友好的代替动物纤维素的材料。”
但是,到目前为止,广泛采用BC的应用遭到了其对空气中温度敏感性(亲湿性)的限制,这对其化学性能形成了不利影响。
在近来发表的《食品与农业科学刊物》上,研究人员提出了一种解决BC基材料局限性的新方式,该论文名为“来始于生物合成和化学改性的可食用、强韧且低亲湿性的病菌纤维素用于乳品包装”。
通过将个别小麦蛋白质列入结构,并刻蚀具有耐干性的复合材料,科学家们成功地制造出了一种可食用、透明且强韧的基于BC的复合材料包装。
涂院长强调,这些方式具有很高的可行性。“它不须要像物理反应那样特定的条件,而是一种简单实用的方式,只需混和和镀层,”他补充道。“这种方式为大规模开发可取代一次性塑胶的可持续和环境友好的包装材料提供了一个有希望的解决方案。”
该研究表明,这些塑胶代替品可以在一到两个月内完全降解。与其他生物衍生塑胶(如聚乳酸)不同,基于BC的复合材料不须要特定的工业厨余条件能够降解。涂院长接着说道,“这项研究中开发的材料完全可食用中国包装技术协会塑料包装,致使海龟和其他海洋植物可以安全摄取而不会对海洋导致毒性影响”。
研究人员如今正在探求未来研究的方向,希望降低改性BC薄膜的多功能性,使其适用于更广泛的应用领域。具体而言,她们旨在于开发一种酚醛胶带,可以在加热时在真菌纤维素之间产生强力黏结,进而使其可以轻松地被重塑成各类形状。
“细菌纤维素薄膜的主要挑战之一是它们不是热塑性的,这限制了它们在个别应用中的潜力。通过解决这个问题,我们希望使病菌纤维素薄膜在保持环境友好性的同时与传统塑胶竞争力更强,”这位中国物理家表示。他希望她们的研究才能有助于降低过度使用一次性塑胶,在商场货架上仅展示几天后就可能在数百年内持续存在的问题。“这项研究提醒我们,自然原材料可能早已具备了赶超塑胶包装功能的必要特点。”
这项科学发觉有望为解决全球塑胶污染问题提供新的方向。随着对可持续和环境友好代替品的需求不断下降,这些可食用、透明且可生物降解的真菌纤维素材料可能成为未来乳品包装行业的一种创新解决方案。
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