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用黄粉虫处理聚苯乙烯,生产生物塑料,做缓冲包装、薄膜

4月13-4月15日,欢迎报名!


TK生物基材料报道,Doppelgänger的 Charlotte Böhning 和 Mary Lempres开发了一种生物塑料版本的聚苯乙烯泡沫,这种泡沫由粉虫的外骨骼制成,并能在几周内在土壤中分解。这种名为Chitofoam的材料具有吸震性、防水性,可以制成杯子、泡沫花生和其他包装,就像它的化石基材料一样。设计二人组 Doppelgänger 创造了这种生物塑料,为传统的发泡聚苯乙烯 (EPS) 提供了一种可在后院堆肥的替代品。

壳聚糖可以变成杯子和包装材料



常规 EPS(其中聚苯乙烯泡沫塑料是最知名的品牌)回收起来既困难又不经济,这意味着它最终占据了我们垃圾填埋场约 30% 的空间

“在其短暂的生命结束时,回收中心不接受聚苯乙烯,垃圾填埋场也不希望它,” Lempres告诉 Dezeen。“这是一种有问题的塑料,没有第二次生命,会影响后代、我们的环境和我们未来的地球。”

聚苯乙烯是由石油基苯乙烯制成的,世界卫生组织认为这是一种“可能的致癌物质”,而壳聚糖泡沫则是从一种叫做壳聚糖的生物聚合物中提取的,粉虫使用它们来构建坚固而柔韧的外骨骼,壳聚糖可广泛存在于各种动物的甲壳中。

它也可以形成包装花生,很像传统的聚苯乙烯

Doppelgänger 说,这种生物塑料泡沫可以由任何粉虫(粉虫甲虫的幼虫形式)或其他具有富含壳聚糖的壳的昆虫或甲壳类动物(如龙虾和甲虫)制成。

Böhning和 Lempres 使用生活在他们自己的自制生物消化器中的粉虫制作了他们的版本,工业设计专业的学生开发了这种生物消化器来处理他们工作室中使用的聚苯乙烯造型泡沫和包装。这利用了粉虫利用肠道细菌消化和分解聚苯乙烯的自然能力,斯坦福大学的研究人员在 2015 年记录了这一点。

“它最初只是一个装有 1000 条粉虫的水箱,我们将废泡沫放入其中,这种材料在设计学校中很丰富,”Böhning 说。“它逐渐发展到包括分层抽屉和更多的蠕虫。”

“粉虫可以帮助转移垃圾填埋场和自然环境中的聚苯乙烯废物,”她继续说道。“他们可以安全有效地消化聚苯乙烯泡沫,而不会对自己的健康产生不良影响。”通过 Chitofoam,Doppelgänger 旨在证明这些小虫子不仅可以用来降解现有的聚苯乙烯废料,还可以用来制造生物塑料替代品。

能够吃塑料的虫子-黄粉虫

1.通过溶解提取壳聚糖

一旦粉虫达到生命的尽头,设计者就会从生物消化器中收集它们,并通过用碱性溶液处理它们从它们的外骨骼中提取壳聚糖,这一过程称为脱乙酰化。

然后将这种称为壳聚糖的粉状壳聚糖衍生物溶解在柠檬酸中,与一种源自废物的生物聚合物混合,该工作室一直保密,直到其专利申请获得批准。剧烈摇晃最终使混合物具有特有的泡沫稠度,Doppelgänger 说,这种混合物比传统的发泡聚苯乙烯更具柔韧性和弹性,同时具有天然的抗真菌和抗菌特性。


Chitofoam 可以浇铸或注塑成型,就像聚苯乙烯泡沫塑料一样,但 Böhning 和 Lempres 目前仍在测试这种材料是否具有相同的隔热性能,可以用来储存热食和饮料。由于 Chitofoam 是一种热塑性塑料,它可以被熔化并重新制成新产品,或者放在土壤中在两到三周内分解。

2.对抗环境污染,可做生物塑料薄膜

“近年来,黄粉虫养殖一直被强调为营养不良的环境可持续解决方案,特别是在发展中的农村经济中,”该工作室说。

“种植食用黄粉虫价格合理,资源少且节省空间。由此产生的食物来源的蛋白质效率是牛肉的两倍,甲烷排放量为零。”通过这种方式,设计者表示,粉虫最终可以帮助同时解决两个可持续发展目标,即提供粮食安全和对抗环境污染。

甲壳素也可以变成生物塑料薄膜

早期研究表明,消化了聚苯乙烯的粉虫仍然可以用来喂养其他动物,但还需要更多的研究来确定它们是否可以安全地被人类食用,以及它们是否可以用于大规模分解塑料。

随着粉虫消化聚苯乙烯,储存在塑料中的化石碳中约有一半也以二氧化碳的形式排放到大气中,这可能导致全球变暖。它们的外骨骼中发现的壳聚糖已经得到了更广泛的研究,并且已经变成了一系列不同的材料,包括皮革替代品生物塑料薄膜
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