塑料是陆地和海洋中的祸害,会对人类和野生动物的健康造成危害。然而,除了大幅减少外卖餐盒和一次性吸管的使用外,找到更“绿色”的替代品一直很困难。事实证明,那些因我们的塑料习惯而承受压力的海洋,可能就蕴藏着解决方案。
我们用于衣服、喷雾泡沫、床垫等物品的传统聚氨酯塑料,是由原油和一种有毒气体——光气制成的。但情况并非总是如此。加拿大纽芬兰纪念大学的科学家们在周一举行的美国化学学会会议上展示的研究表明,他们已经开发出一种方法,可以将鱼的废弃物(例如鱼头、鱼骨和鱼尾)转化为一种与聚氨酯非常相似但又无石油来源的材料。这种由生物材料制成的塑料,可以更容易降解,不会给环境增加额外的微塑料。
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在考虑创造生物基塑料的新方法时,纽芬兰纪念大学绿色化学教授Francesca Kerton受到了加拿大海岸周围环境的启发。纽芬兰的水产养殖业每年生产超过5000万磅的鲑鱼可供超市出售。然而,所有的废弃物,如鱼头、鱼尾和鱼骨,通常都被丢弃,造成数百万磅的垃圾。
她说:“一条鱼的捕捞重量中有40%到60%最终被浪费了。”她还表示,其中20%可能是油,这意味着“全世界会产生惊人数量的废弃鱼类和废弃鱼油。”
Kerton说,在这种更“鱼味”的生产过程中,科学家们没有使用有毒的光气来制造塑料,而是首先对鱼油进行过氧化氢的化学反应。然后,这种物质与二氧化碳和一种胺反应,胺将分子连接起来形成一种类似聚氨酯的聚合物。这种物质可以制成有弹性的塑料,未来可以用于保鲜膜甚至医用伤口敷料。“尝试并让我们的想象力天马行空,互相碰撞出想法,看看它可以用在哪里,这很有趣,”Kerton说。在他们之前对这项研究的迭代中,来自腰果壳的胺给了塑料独特的红色。
Kerton表示,当地的水产养殖业对处理其废弃物很感兴趣,并补充说,从这类废弃物中提取的鱼油质量不足以用于鱼油补充剂。“任何我们可以做的事情,为他们提供另一种可以出售的产品,都将真正帮助生活在农村社区的人们。”
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用植物和藻类等生物材料制造塑料,这早已不是什么新鲜事。蔬菜油和大豆油也可以制造生物塑料,但这种鱼油基塑料可以利用本将要被丢弃的废弃物,而不是种植新的农作物来制造塑料,而种植农作物本身往往是一个能源密集型过程。
亚利桑那州立大学环境与资源管理项目助理教授Taylor Weiss研究如何将藻类转化为生物塑料。Weiss没有参与鱼油塑料的研究,他说,寻找方法来利用鱼类废弃物,尤其是在鱼类废弃物普遍的地区,如纽芬兰或挪威,这是一个好主意。“这是一项很棒的基础研究,它将在特定地点、特定市场中找到应用,”他说。
Weiss补充说,随着我们走向一个化石燃料使用更少的未来,寻找可以用来制造塑料的生物来源非常重要。“我们从地下开采的碳越多,我们就越需要从大气中抽出更多的碳。我们把更多的碳留在地球上并在地球上重复利用,一切就会变得更容易。”
生物塑料最关键的方面之一是它们在环境中降解的速度和程度,这有望有助于阻止更多微塑料进入我们遍布全球的、被污水困扰的水道。“我们仍在研究其生物降解性,”她说,因此降解所需的确切时间完全未知,但当它被置于“湿润的环境”中时,微生物就会开始分解它,这是一个很好的迹象,预示着它在现实世界中的表现。在这个海洋中微小塑料迅速堆积的世界里,找到一个“双重打击”的解决方案,既能减少浪费又能替代我们依赖的那些棘手的物质,就显得越来越诱人。