废弃塑料对土壤、海洋造成了极大污染。普通可降解塑料的性能暂时还无法完全满足人类需求。
工程师们已经证实，石化塑料向可再生生物降解塑料转化的道路是充满荆棘的。其生产过程可能涉及有毒化学物质，成本高昂，而且成品的机械强度和稳定性也较差。
《自然?可持续性》杂志当地时间3月25日刊文称，美国耶鲁大学环境学院（YSE）助理教授Yuan Yao等人阐述了一种将天然木材的多孔基质分解为浆料的过程。用这种浆料制成的生物质塑料，不仅具有良好的机械强度、稳定性和抗紫外线性能，还能在自然环境中回收（或安全降解）。
与石油基塑料和其他生物降解塑料相比，木浆塑料在生命周期内对环境的影响更小。Yao表示：“我们开发了一种直接、简便的制造工艺，并凭借该工艺生产出了以木材生物质为基础的塑料。这种塑料表现出良好的机械性能。”
为了制造浆料混合物，研究人员选择以木材粉末（木材加工厂遗弃的加工残留物）作为原料，并用一种可生物降解、可循环利用的深共晶溶剂（DES）分解了粉末的疏松多孔结构。再生木质素与纤维素微/纳米原纤之间存在纳米级纠缠和氢键，固含量和黏度较高，可经受铸轧过程而不断裂。
随后，研究人员对木材塑料进行了全面的生命周期评估。他们将木质生物塑料薄片埋入土壤中，发现其在两周后碎裂，三个月后完全降解。
研究人员表示，木质生物塑料可以通过机械搅拌分解成浆料，以实现DES的回收和重复利用。
Yao说：“这种塑料的真正优点在于，它们可以完全回收或生物降解。我们尽量减少了流入大自然的废料。”
论文作者、马里兰大学材料创新中心教授Liangbing Hu指出，木质生物塑料的应用空间非常广阔。例如，它可以被模压成塑料袋和包装薄膜——这是塑料的主要用途之一，也是产生废料的重要源头。此外，它在汽车制造业也颇具应用潜力。
研究人员希望继续调查的问题是：如果扩大这种木质生物塑料的生产，是否会对森林产生不利影响？他们表示，虽然目前在生产过程中使用的是木材副产品，但随着生产规模的扩大，原料出现短缺，木材的大量使用不可避免。这可能会对森林、土地管理、生态系统和气候变化等方面产生深远影响。为此，研究团队已经开始与森林生态学家合作创建森林模拟模型，建立森林生长周期与木质塑料生产过程的关联。
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编译：雷鑫宇
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《自然?可持续性》
期刊编号：2398-9629
原文链接：
https://phys.org/news/2021-03-wood-plastic.html
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