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如何生物材料可以保存地球

到2050年,海洋中的塑料将多。但是生物材料可能是解决方案。
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自1970年代以来,科学家一直在寻找有效的方法来制造产品以快速降低的生物材料而不是塑料制造产品。

这是一个艰难的追求。生物材料的塑料替代品不仅需要环保,而且还必须足够强大以执行传统塑料的功能:含有液体,持有商店购买商品并保存食物。而且,也许最重要的是,替代方案必须便宜。到目前为止,近几十年来的塑料替代品 - 从海藻到可脱氧的塑料 - 还没有完全检查所有盒子。

Newlight Technologies旨在改变这一点。这家总部位于加利福尼亚的生物技术公司花了近20年的时间开发了一种由海洋细菌生产的生物聚合物制成的可持续生物材料。被称为空气碳,类似塑料的生物材料已经被用来制造诸如袋子,容器,电话盒和喝吸管等产品。

如果空气碳最终可以成为有助于逐步淘汰传统塑料的解决方案,那么它可以大大减少全球污染 - 不仅在海洋和土地上,而且在大气中。

塑料的环境损失

塑料已经渗入环境的各个角落。除了在土地和海洋中乱扔垃圾的较大包装纸,袋子和瓶子外,微塑料污染了不太明显的地方,包括南极冰,科罗拉多州雨水和我们自己的身体。一个2019年研究估计美国人每年消耗39,000多个微型颗粒;研究表明塑料可以破坏内分泌在人体中的功能

自20世纪初期的材料进入贸易以来,人们生产了超过90亿吨的塑料。其中,只有9%的人被回收。大多数不会被烧毁或携带到垃圾填埋场的塑料流入海洋,在那里它可能会杀死海洋生物并需要数百年才能降级。

每年,世界估计将大约800万吨的塑料泵入海洋,破坏栖息地并扩大巨型垃圾斑块,漩涡状的垃圾漩涡,可以覆盖超过600,000平方英里。

如果目前的污染率持续存在,一些研究人员预测,到2050年,海洋塑料将超过所有海洋鱼类。

生物塑料产品可能会使世界走上更可持续的轨道。生物塑料是由生物学物质而不是化石燃料制成的材料,在某些情况下它们的功能和比传统塑料的功能和更好。目前,生物材料仅占市场的1%。Newlight Technologies希望在未来十年内占据更大的份额。

可生物降解的碳阴性塑料替代品

Newlight Technologies的生物材料由用于制造塑料替代品的两种主要材料之一:多羟基烷烃(PHAS)。另一种是由发酵植物淀粉制成的聚乳酸(PLA)。尽管PLA比基于化石燃料的塑料更可持续性 - 在某些条件下大约在12周内分解 - 它在寒冷的环境中并不能很好地降解,例如海洋。

PHA没有这个问题。空气碳 - Newlight Technologies的主要产品 - 由PHA衍生物制成,称为多羟基丁酸(PHB)。这是一种无毒的聚合物,几乎在所有生物中都发现了由许多类型的细菌生物合成,通过消耗溶解在盐水中的空气和温室气体来产生它。

Newlight Technologies重新创建了这一过程以生产生物塑料。

“碰巧的是,如果您提取PHB,可以将其变成细白色粉末,并且由于它是可融化的,因此可以使用它来代替塑料,”

Newlight Technologies联合创始人兼首席执行官Mark Herrema

该过程涉及将微生物(也称为生物催化剂)放入盐水罐中,并将其暴露于矿物,空气和甲烷中,所有这些都会导致生物体排泄PHB。Newlight Technologies并不是第一个使用此方法的组织,但是该公司确实通过提高生物催化剂的生产力来使该过程更具成本效益。

环境保护局在2016年授予该公司颁发绿色化学挑战奖,并在其网站

“ Newlight开发了一种生物催化剂,该生物催化剂不会根据所产生的聚合物量“关闭”。为此,Newlight开发了一个过程,可以禁用关于多羟基烷烃聚合酶的负反馈受体,即生物催化剂中的中央聚合物产生酶。结果,生物催化剂能够继续显着超出以前的最大限制,并在每公斤生物催化剂(9:1)(9:1)中产生9公斤聚合物的产率 - 与先前的技术相比,材料增加了9倍。”

生物催化剂产生PHB后,将聚合物干燥成粉末并形成颗粒,可以将其融化成不同的形状以形成可生物降解的产物。该产品可与传统的基于塑料的商品相似,并且在接触水时不会潮湿。而且,如果它们最终进入垃圾填埋场或海洋,细菌将比传统塑料更快地分解它们。

“ [PHB]是在自然界制造的,因此自然界将其视为食物来源,会吃掉它并像香蕉皮一样降解。”

Newlight Technologies联合创始人兼首席执行官Mark Herrema

PHB在环境上是可持续的,这不仅是因为它是可生物降解的,而且还因为其生产是碳负的。毕竟,PHB的生产使用碳捕获技术将温室气体转化为生物材料,从大气中清除碳。相比之下,生产传统塑料使用化石燃料,而制造其他形式的生物材料通常需要占用大量土地才能种植农作物。

Herrema告诉Freethink:“使用温室气的好处是,它可以避免使用食品作物或其他会造成环境损害的东西。”“如果考虑到这一点,温室气体实际上是自然的选择。”

逐步淘汰传统塑料

在短期内,Newlight Technologies专注于将空气生产产品带入食品和时尚行业:为Target和Shake Shack等公司喝吸管和餐具,此外还出售手袋,钱包和电话壳。Restore向Target和Shake Shack等公司出售可生物降解的吸管和餐具,而共价出售手袋,钱包和电话壳。

该公司的长期目标是破坏全球塑料行业的生物材料,这些生物材料不会在环境中积累。目前,关键的障碍是规模:生物材料公司在塑料行业中的成本效益很高,这都是因为技术是新的,而且因为它们尚未建立生产基础设施。

Herrema认为Newlight Technologies已经破解了生产功能性塑料样生物材料的代码。现在,这只是建造更多设施的问题。

“我们有能够提供真实音量的非常清晰的途径,因此比例就是游戏的名称。”

Newlight Technologies联合创始人兼首席执行官Mark Herrema
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