从沙子中提取的这种物质，将颠覆塑料用途

撰文 | 桂林

→这是《环球零碳》的第118篇原创

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

摘要：塑料的生产和使用过程产生的碳排放占全球总排放的约3.8%，若按照目前的模式发展，到2050年，仅塑料产生的二氧化碳就将达约13亿~14亿吨，加速了全球变暖进程。SGMA公司从沙子中提取的Sol-Gel涂料不仅能够赋予纸基材料较好的防水性、耐用性和柔韧性，而且完全不含微塑料，可生物降解、可堆肥和可回收。

塑料，既给人类生活带来便利，但也因为其难以降解，对环境和人类健康带来极大危害。随着对“白色污染”认识的加深，全球都在围剿塑料，并寻找替代品。

2月28日—3月2日，在肯尼亚首都内罗毕举行的第五届联合国大会第二阶段会议上，各国通过了一项旨在削减塑料污染的重要决议——《终止塑料污染决议（草案）》。

在欧洲很多国家，还在塑料污染治理方面进行立法，禁止使用一次性塑料，或者对相关使用者征收塑料税。

据国际能源署（IEA）统计数据，过去五年中，有60多个国家实行对一次性塑料实施禁令或征税，欧盟、美国和中国等主要经济体甚至开始将“限塑令”升级成“禁塑令”。 

全球围剿塑料，催生了一些天然降解塑料法的技术，也成就了一些寻找塑料替代品的企业。今日《环球零碳》给大家介绍的就是一家从沙子中提取可降解涂料，利用溶胶-凝胶材料制作塑料替代品的企业。

01

塑料颗粒正进入人体

外出口渴了，你会买塑料瓶装水或饮料解渴吗？相信大部分人的回答都是：会。但你是否知道如果经常使用塑料瓶喝水，那么你可能每年摄入高达9万个“微型塑料颗粒”。

“微型塑料颗粒”广泛存在于我们的食物、水甚至是空气中。有研究人员表示，部分“微型塑料颗粒”小到足以进入人体器官，触发免疫反应。

但是，塑料污染的后果不仅仅在于微塑料等物质对人体健康和生态系统的危害。北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目（CCETP）主任郑平表示，绝大多数塑料由天然气、石油和煤炭中的碳氢化合物加工制成，是一种高分子聚合物。作为重要的石化产品，塑料的碳排放跨越其生产和使用的全部生命周期，这部分碳排放占全球总排放的约3.8%，加速了全球变暖进程。

数据显示，每千克塑料从原材料生产到聚合形成树脂颗粒，共释放2.3千克的二氧化碳。根据中国石油消费总量控制和政策研究项目初步统计，“如果按照目前的模式发展，到2050年，仅塑料产生的二氧化碳就将达约13亿~14亿吨。因此，为实现碳达峰、碳中和目标，调整优化化石及塑料生产行业规模刻不容缓。”郑平认为。

图片来源于网络

变革势在必行。塑料包装将逐渐退出历史舞台，那问题来了，什么样的包装材质能够替代原先塑料包装所具有的那些优势（例如轻便性、高阻隔性等）呢？

从可持续性以及轻便的角度来看，纸基材料是个不错的替代品，可我们都知道纸张本身是很脆弱的，所以在原来的纸包装工艺中会使用PE淋膜来达到其功能阻隔性，但PE本身也是一种塑料，使用PE淋膜的纸基包装其实很难回收。

随着法规的日益严苛与包装技术的逐步发展，包装涂层技术——特别是可降解涂层在行业中的呼声越来越高。

Sol-Gel Materials & Applications（SGMA）公司是一家英国的清洁技术企业，它的新工艺能够从沙子中提取一种名为Sol-Gel的溶胶-凝胶涂料来生产非结晶固体材料，这种材料是咖啡杯等塑料包装的可持续替代品。该公司为食品包装中的塑料废物提供可持续的解决方案，和利用非化石燃料制造化学品的有效途径。

图说：涂覆Sol-Gel涂料的纸张具有较好的防水性、耐用性和柔韧性

来源：SGMA

02

利用了溶胶-凝胶工艺

Fanya Ismail博士，是SGMA公司的创始人兼首席执行官。她拥有跨越化学、商业和法律领域的专业知识。利用她在各个领域的专业知识，她建立了SGMA，一家专注于开发溶胶-凝胶技术的先进化学公司，为可持续发展问题提供解决方案。

Fanya Ismail表示，全球市场迫切需要可持续的解决方案来应对塑料污染和气候变化。

美国《科学进展》杂志警告，2050年，地球上将有超过130亿吨塑料垃圾，塑料将超过鱼类，蓝色星球可能变成“白色星球”。这个问题的严重程度不仅仅是我们海洋中的塑料，现在在北极和其他偏远地区发现了微塑料（在水和空气中发现的微小塑料碎片）。全球市场迫切需要可持续的解决方案来应对这些重大挑战。

“我研究了溶胶凝胶技术的全球格局，市场存在差距。”Ismail说。她对包装中仍在使用多少有害化学物质感到震惊，并认为一定有更好的无塑料的化学溶液。虽然纸杯现在比全塑料版本更常见，但即使是这些纸杯也有聚乙烯衬里，使它们防水并赋予其结构完整性。

Ismail解释说，“最近的技术使用更多可生物降解的分散体，但它们都有塑料颗粒”从塑料衬垫切换到塑料颗粒只会使问题变得更大，工业界已经开始意识到这一点。

她设计的材料利用了溶胶-凝胶工艺的灵活性。它们将硅酸盐（从沙子中提取）与有机成分结合。“溶胶凝胶技术允许你在室温下制造类似玻璃的材料，它赋予了玻璃的耐用性，但又赋予了聚合物的柔韧性。这就是为什么我们可以将其应用于3D形状。”Ismail表示，这些涂层含有一类以前未用于溶胶-凝胶工艺的有机分子。将溶液喷洒在纤维表面上会产生完全无毒，透明和防水的涂层。与塑料不同，它会与纤维素纤维一起降解，只留下硅酸盐残留物。

来源：SGMA

Sol-Gel溶胶凝胶涂料为我们的纸杯提供所需的防水性，从而消除了对塑料的需求。不仅仅是纸杯可以从这种治疗中受益。其他类似塑料涂层的纸基产品也可以以具有塑料所有优点但没有环境缺点的方式进行涂覆，例如油漆托盘塑料花盆，甚至化妆品。

公司表示，该技术完全不含微塑料，通过提供可生物降解、可堆肥和可回收的解决方案，也有助于无缝融入任何国家的回收基础设施。

SGMA在2020年已成功完成交易并获得50万英镑的种子轮融资，确定了纸张涂层技术的工业规模。目前，该产品正在欧洲和美国获得食品接触认证。在马来西亚进行试点工作，以期尽快将产品推向市场。

03

“限塑减塑”势在必行

事实上，我国一直积极应对塑料污染问题。

1991年，我国发布第一个限制塑料制品使用的政策——《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录（第一批）》；2007年12月出台“限塑令”，即《关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知》；2009年9月开始实施《中华人民共和国循环经济促进法》；2020年1月颁布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》；2021年9月，印发《“十四五”塑料污染治理行动方案》。

这些努力取得了很大成效，但困难依然存在，如塑料产品类型多、产品链长而复杂、从资源采掘到后处理涉及产业部门众多等。

相关专家表示，应对和消除塑料污染，需要从全产业链综合考虑，以预防为主，系统性削减污染。天津市西青区零萌公益发展中心副主任岳彩绚认为，从政策上，应由材质替代思路转向源头减量、系统替代和总量控制，并且设置评估机制，保障实施。在监督汇报机制方面，设置汇报机制，收集一次性用品的使用数据，评估最终减量效果。

联合国环境规划署（UNEP）驻华代表涂瑞和指出，第五届联合国大会上通过的《终止塑料污染决议（草案）》具有历史意义。根据决议要求，2022年下半年UNEP要协调组成政府间谈判委员会，并在2024年之前为控制塑料污染达成一项具有法律约束力的国际协定，这将是继《关于汞的水俣公约》之后，另一项具有里程碑意义的环境协定。但是，政府间只能以条文的形式对塑料污染形成上层约束，而最终的推动还需要每一位普通人的参与。

--------

参考资料：

[1]https://sol-gel.co.uk/

[2]https://www.chemistryworld.com/news/taking-plastic-out-of-performance-paper-coatings/4012786.article?msclkid=5110f16fa9cb11ec8aa8938333023ccf

[3]https://www.sohu.com/a/336979058_100218261

[4]http://st.kxdb.com/a/9335.html 

END

推荐阅读

（点击文字即可跳转阅读）

零碳精选

零碳动态

零碳新知

扫描左方二维码

加入百万社群

欢迎分享、收藏、点赞、在看

让零碳走进生活