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科学家们创造了由可生物降解的可持续材料制成的新型生...

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Ausaview 发表于 2021-11-12 21:15:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
Ausaview
2021-11-12 21:15:15 399 0 看全部
从儿童手工艺品到化妆品,闪光无处不在,但在其闪亮的表面之下却隐藏着黑暗的一面。

除了像拒绝回家的派对客人一样令人讨厌之外,这些微小的火花传统上是由塑料制成的,会造成污染。
因此,科学家们呼吁禁止它,悉尼同性恋和女同性恋狂欢节等组织不再使用它。
但未来可能会有另一种选择,创造一种受自然启发的新型纳米材料。
他们在《自然材料》杂志上报告说,剑桥大学的一组研究人员找到了一种方法,可以将称为纤维素的植物纤维微小晶体转化为商业规模的闪光。
“我们所拥有的优势是它 100% 由 [天然] 纤维素制成,”该研究的资深作者 Silvia Vignolini 说。
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Vignolini 教授说,市场上已经有许多“生态闪光”,虽然它们可以含有一些纤维素,但它们不能完全生物降解。
去年,来自英国的另一个研究小组发现,目前市场上的传统和替代闪光剂都会对淡水环境产生生态影响
“你发现的另一种生态闪光包含一个小的金属层,然后它们可以有另一种聚合物,可以是纤维素,里面含有颜料,”她说。
这些产品中的金属层就像一面镜子,赋予颜料光泽,可能由铝制成。
颜料可能含有层状矿物云母(通常在发展中国家开采)和二氧化钛,二氧化钛在欧洲被禁止,澳大利亚正在审查用于食品中的健康问题
那么这种新材料是如何工作的呢?
我们周围的大多数东西都是用颜料着色的,颜料以散射的方式反射不同波长的光,因此它们不会发光。

这种新材料由来自棉花或木材的纳米晶体制成,这些纳米晶体被配置为将光线聚焦在特定方向,这一过程被称为结构色。
“所以当你朝一个方向看时,你会看到一种颜色,但如果你改变方向,颜色就会发生变化,就像孔雀的羽毛一样,”维格诺里尼教授解释说。

为了达到这种效果,本杰明·德罗盖 (Benjamin Droguet) 领导的研究小组向微小颗粒中添加了水、盐和另一种可溶性纤维素,以帮助它们粘在一起,并使它们反射不同波长的光。
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将湿纸浆的混合物滚成干燥的薄膜。
Vignolini 教授说:“当你蒸发水时,颗粒的体积变小,因此它们被迫相互作用并形成结构 [和颜色]。”
然后将薄膜再次加热并压碎以制成闪光,当再次添加到饮料等液体中时,它的颜色保持一年而不会褪色或溶解。
它的生物降解性如何?
Vignolini 教授说,他们最终的闪光产品仍需要进行生物降解性和毒性测试。
“我们还没有对闪光进行[测试],但已经对纤维素纳米晶体进行了[并且]它似乎是可生物降解的,它无毒并且符合所有条件,”她说。
将纤维素纳米颗粒放入饮料中时不会溶解。(提供:本杰明·德罗盖)
塔斯马尼亚大学海洋生态毒理学家詹妮弗·拉弗斯 (Jennifer Lavers) 表示,令人鼓舞的是,人们已经开始谈论闪光的危害,并正在考虑替代方案。
但是,她说,去年的研究表明我们需要更多的研究来了解闪光产品如何影响环境。
“我认为作为科学家,我们需要小心谨慎,我们在环境中放入栖息地的任何东西,无论是纤维素还是完全可生物降解的,都可能对某些物种有害,”拉弗斯博士说。
“从字面上看,任何东西都可能成为污染物;即使是海洋生态系统中过多的淡水。”
某些东西是否可生物降解的概念也可能是一个灰色地带。
“目前还不清楚在什么条件下可以生物降解的东西。它是否需要某些细菌,是否需要极热,它会生物降解成什么?
“通常标记为可生物降解的产品实际上需要非常特殊的条件才能满足生物降解性标准,而这些标准在贻贝、蛤蜊、海鸟或鱼的胃中是不符合的。”
纤维素纳米粒子可以由任何植物材料制成,包括棉花、木材和草。(昆士兰大学:Nasim Amiralian)
昆士兰大学的 Nasim Amiralian 与一个不同的团队合作,创造可生物降解和可持续的医用纺织品,并用草中的纤维素纤维进行包装。
她说,虽然某些类型的植物基材料(例如来自玉米淀粉或甘蔗的聚乳酸)在海洋环境中不可生物降解,但新研究中使用的类型是。
“Silvia 使用的材料基本上是纸。你可以在家庭堆肥中降解纸,”Amiralian 博士说。
但是当纳米粒子被改性时,最终产品降解所需的时间可能会改变。
“如果你把它比作一片叶子,一片叶子会比这些材料降解得更快,”她说。
但她说,不需要特殊处理就可以将它们分解成水和二氧化碳。
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距离商用还有多久?
虽然该团队之前在实验室中小批量地实现了这种效果,但这是他们第一次制造出大条材料。
“这项工作的美妙之处在于,他们使用了适用于不同行业的已建立的处理方法,”Amiralian 博士说。
但在我们在货架上看到它之前,它还有很长的路要走。

该团队希望创建一家公司并研究如何生产更多的材料。
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Vignolini 教授说,他们还在调查有关使用可再生纤维素来源使产品具有可持续性的可能性的问题。
“如果你想用这项技术取代地球上存在的所有色素,你需要多少 [纤维素]?你能在不破坏环境的情况下收获它吗?”
虽然实验的重点是生产闪光,但 Vignolini 教授希望有朝一日可以更广泛地使用该过程来制造用于日常产品(如油漆)的环保颜料。
“有时我感觉很糟糕,因为我想做一些有良好影响的事情,我认为有比制造更可持续的闪光更好的方法来拯救地球,”她说。

“但颜料在我们的交流中是如此根深蒂固——如果你能以一种不影响环境的更可持续的方式生产它,我不认为它是对资源的浪费。”


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