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英国科学家奇思妙想开发新设备,将废弃的龙虾壳变成可回收的生物塑料制品

已有 2629 次阅读 2019-3-10 09:17 |个人分类:生物基|系统分类:科普集锦| 生物基, 生物塑料, 龙虾壳, 壳聚糖, 包装材料

皇家艺术学院和帝国理工学院的四位设计师开发了一系列的机器,将海鲜废料变成可生物降解和可回收的生物塑料。该项目名称为Shellworks,见证了Ed Jones、Insiya Jafferjee、Amir Afshar和Andrew Edwards将甲壳类动物的外壳转变成一种纸状材料,可以作为一次性塑料的可持续替代品。这种材料由醋和生物聚合物的混合物组成,称为几丁质(壳多糖,经过脱乙酰作用可得到壳聚糖) - 一种纤维物质,构成甲壳类动物的外骨骼和真菌的细胞壁。


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设计师可根据需要改变材料的刚度和柔韧性


尽管几丁质是世界上第二丰富的生物聚合物,但甲壳素需要从其来源进行化学提取才能转化为实用材料。在意识到壳聚糖(甲壳素的商业版本)的购买价格以及可用提取工艺的耗时之后,设计师决定开发自己的方法。该组织说:“我们花了几周的时间尝试提取少量的壳聚糖,当我们意识到我们需要合适的工具时。”他们发明了五种制造机器,称为Shelly,Sheety,Vaccy,Dippy和Drippy,用于将甲壳类动物壳转化为不同的物体,确保在过程中不使用任何可能影响最终产品可再循环性的添加剂。

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该团队尝试生产五种制造机器


第一台名为Shelly的机器是一种小型提取器,可以实现从海鲜废物中提取甲壳质的初始过程。“提取器的设计旨在完全控制工艺的每个参数,以便在材料的聚合物水平上进行进一步的实验,”设计师解释道。

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材料的不透明度可以根据制造的产品而改变


其他四台机器中的每一台都利用生物塑料解决方案的特定属性来展示其潜力,从而产生不同的产品,例如抗菌泡罩包装,食品安全载体袋和自肥植物盆。例如,Sheety是一种蒸发片材成形器,它利用热和风将生物塑料溶液转变成平板材料。然后可以使用液体形式的生物塑料将它们胶合在一起。


另一方面,Vaccy是一种蒸汽加热的真空成型机。生物塑料片材可以形成模塑包装,呈现放入真空成形器中的任何物体的形状。Dippy机器是加热的浸渍机,其包括附接到热源的两个固体金属元件,其浸入液体材料中并使其干燥,形成诸如杯子和容器的3D容器。

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使用Drippy水力循环机可将材料转变为液体


该材料的多功能性还使设计者能够通过调整基础成分的比例来实现不同的材料特性。这意味着它们可以控制材料的刚度,柔韧性和光学清晰度,以及厚度。一旦干燥成其三种不同形式中的一种,该材料随后可以变回原始的生物塑料溶液,使其无限可回收。这可以使用Drippy水力循环机进行,该机器将水和醋的液体溶液滴入含有干燥生物塑料碎片的杯子中,逐渐将其转变成液体形式。或者,它可以作为天然的无污染肥料以液体形式倒在土壤上。

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该材料已被用于制造抗菌泡罩包装,食品安全的载体袋和自花植物盆


该集团希望通过开发适合材料行为的自己的制造方法,生物塑料将更容易获得,因此被其他设计师更广泛地采用。这反过来将有助于实现更循环的经济。“通过设计可扩展的制造工艺,针对材料量身定制的应用以及生态积极的废物流,我们相信我们可以证明壳聚糖生物塑料如何成为我们今天使用的许多塑料产品的可行替代品,”他们说。


在一个类似的项目中,智利设计师Margarita Talep使用从藻类中提取的原料  ,创造了一种可持续的,可生物降解的一次性包装替代品。



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