2025-07-03 05:28来源:本站
布莱克斯堡——维吉尼亚理工大学的一位教授说,生物塑料的突破可以帮助同时解决世界上两个最紧迫的问题,他正在研究提高以食物为基础的、具有成本效益的、可分解的塑料的生产。
在弗吉尼亚理工大学,王志武(Zhiwu ' Drew ' Wang)是应用水研究与创新中心主任,生物系统工程系助理教授。
他说:“人们已经对食物浪费问题有了很多了解,他们也应该对塑料问题有很多了解。”但是,“通常,人们看不到食物垃圾和塑料垃圾之间的相关性。”
在一个专门设计的实验室里,王准备升级以pha为基础的生物塑料的生产,重新利用废弃的食物残渣。他说,它由美国农业部的240万美元拨款资助,是早期拨款生物塑料研究的延续。
王说:“我可以把食物垃圾转化为塑料。”“这两个独立的问题可以通过这项技术一起解决。”
在弗吉尼亚理工大学为美国能源部完成了生物塑料生产的实验室规模研究后,王现在受到美国农业部的委托,升级这一过程,使其更接近现实应用。
“在美国有一种趋势,那就是大学不应该只发表论文,”王说。“他们还应该开发有用的技术。有用,这是关键词。”
他说,生物塑料的用途和普通塑料一样广泛,但它还有一个额外的好处,那就是减少化石燃料的使用,并减少最终被扔进垃圾填埋场或垃圾填埋场的垃圾。
“我们现在的塑料,一部分进了垃圾填埋场,剩下的进了海洋,”王说。“塑料是不可生物降解的,所以它会在垃圾填埋场或海洋里呆上几百年。”
但生物塑料是可生物降解的,这意味着细菌和其他自然生物可以将其分解成更简单、进一步腐烂的成分。事实上,细菌是制造PHA生物塑料的关键,王说。
他说:“就是这么简单:利用食物垃圾作为细菌的食物,在细菌中培养脂肪,然后杀死细菌以回收它们的脂肪。”“然后把这些脂肪加工成我想要的任何生物塑料产品。例如,包装膜是一种柔性塑料。”
他说,所有的食物垃圾,无论是来自餐馆、家庭厨房、加工公司还是屠宰场,都包含三种主要成分:脂肪、碳水化合物和蛋白质。
“不管有什么食物垃圾,我们都会把它们分成这三个部分,”杨说。“现在我们用三种微生物群落来分别照顾它们。”
在一个专门为这个项目创建的校园实验室里,王和学生研究人员将按卡车对食物垃圾进行分类。
“通常情况下,一所大学都没有实验室来进行中试规模的研究,”王说。“中试规模意味着几乎是全面生产。它更像一个工厂,而不是实验室。”
从这些脂肪,碳水化合物和蛋白质咀嚼细菌中提取的产品是PHAs,或聚羟基烷酸盐。他说,这是一种生物聚合物。
“大多数生物塑料在垃圾填埋场中都是可生物降解的,”王说。“但PHA是唯一一种在海洋中可生物降解的生物塑料,所以这是这种生物塑料的一个优势。”
对王来说,问题不在于生物塑料生产过程是否有效,而在于他能在多大程度上成功地扩大操作规模?规模化技术的成本效益如何?
“如果我说我想取代化石燃料驱动的塑料,这可能太雄心勃勃了,”王说。“到目前为止,至少我可以说……我们有信心,我们的技术可以胜过其他生物塑料技术。”
他说,电动汽车、太阳能电池板和生物塑料面临着类似的挑战。更新的、更环保的可持续技术往往比使用化石燃料的传统产品更昂贵。
“在成本方面,生物塑料仍然很难与化石塑料竞争,”王说。“但许多大公司希望有一个更好的公众形象,所以他们希望能多花点钱来使用生物塑料。”
美国农业部农业部副部长Jewel Bronaugh表示,弗吉尼亚理工大学的生物塑料研究是美国农业部选定的三个项目之一,目的是帮助从农产品中开发新的生物产品。
“这将帮助我们在一个更大的平台上做到这一点,”Bronaugh说。“这些特殊项目都有环境正义的组成部分,我们认为这非常重要。”
对于生物塑料与环境正义的联系,她说废物管理设施通常位于服务不足的社区。
Bronaugh说:“能有机会去弗吉尼亚理工大学真是令人兴奋。”“他们试图用这个项目做的研究将在农村社区和服务不足的社区创造潜在的机会。”
布罗诺说,生物塑料符合循环经济的理念。循环经济强调尽可能延长材料的使用寿命,不同于目前的线性经济将大量材料扔进垃圾填埋场。
布罗诺说:“这么说,我们的意思是,我们不只是从农村社区抽取资源。“我们不仅仅是收获和消费,我们还在以可持续的方式为农村社区的新产品开发、新研究和新经济发展创造机会。”
与此同时,在伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign),一个不同的试点项目正在升级一个将猪粪转化为沥青粘合剂的过程。弗吉尼亚理工大学的王教授说,这是改变关于什么是浪费的叙述的又一个例子。
“垃圾清理的新方向是把垃圾变成有价值的东西,这就是循环经济,”王说。“如果每个人都认为垃圾也是一种资源,那么世界将变得更好。”