انقر على الجزء العلوي، والاهتمام الحياة أسبوع!

نص / ساعة ويان

ينشر هذا المقال في "أسبوع الحياة" عام 2020، رقم 11، العنوان الأصلي "إمكانية البلاستيك الحيوي"، وأعيد طبعه دون إذن يمنع منعا باتا الحقوق محفوظة

وقد وضعت الكلية الملكية للفنون أربعة مصممين سلسلة من آلات لتحويل النفايات إلى المأكولات البحرية الحيوية المنتجات البلاستيكية (ج) Shellworks

صورة حقوق التأليف والنشر (ج) KARTELL، نايك، COS

المكرر الكتلة الحيوية التي تم الحصول عليها من البلاستيك

الإيطالية KARTELL الأثاث العلامة التجارية في المنتجات في العالم الأكثر شهرة Componisbili، وحدة تخزين وحدات لإنتاج حقن مصبوب ABS، مكونات مربعة أو أسطوانية مع انزلاق لوحات متداخلة في بعضها البعض، قد تكون مكدسة في تركيبات مختلفة. منذ عام 1967 في السوق، واصلت Componisbili الإنتاج، والآن وقد باعت أكثر من 10 مليون جهاز.

تصميم هذه الخلية الذاكرة هو المهندس المعماري الإيطالي آنا كاستيلي Frary (آنا كاستيلي فييرييري)، في ذلك الوقت، لأن لها الاستخدام المبتكر للمواد جديدة، والتكلفة المنخفضة لل، ثورة في مفهوم تصميم الأثاث وحدات. في يونيو من العام الماضي، وكانت المنتجات الأكثر مبيعا نصف قرن من النسخة المستدام التاريخي لحديثي الولادة، بدلا من ABS البلاستيك الحيوي، بما في ذلك اللون الأخضر والأصفر والوردي ورمادي داكن أربعة ألوان مختلفة.

بالتعاون مع البلاستيك الحيوي الإيطالية منتج بيو على، مواد بلاستيكية جديدة من المخلفات الزراعية. المخلفات الزراعية عن طريق التخمير الطبيعي للبكتيريا تنتج البوليستر الطبيعية، اسمها الرسمي هو polyhydroxyalkanoate الخطي (فا). رغم عدم وجود موعد إطلاق واضح، وادعى KARTELL PHA الحرارة البلاستيكية للماء أثناء الاستخدام، ويمكن أن تكون 100 قابلة للتحلل في التربة والمياه.

على وجه التحديد، فا ليس البوليمر، ولكن فئة كبيرة من البوليمرات وجود بنية مماثلة ويشار إلى، وظيفة دام تعديل ظروف الإنتاج، ويمكن الحصول على المواد، وخصائص مختلفة. فهي فريدة من نوعها في هذا التوليف بواسطة الكائنات الحية الدقيقة القيام به تماما، ونحن الآن نعرف أن هناك مئات الأنواع من البكتيريا لديها القدرة على تجميع PHA. وعلى الرغم من البوليمر الطبيعي، فإنها قد بالمثل تسخينها لإذابة صب العملية، طالما الظروف المناسبة لبكتيريا يمكن أن تكون قابلة للتحلل. ومع ذلك، فإن PHA هو أيضا عيوب واضحة جدا، وفقا للتكنولوجيا الحيوية التخمير الحالية، بغض النظر عن التكلفة أو الكفاءة ليست مرضية.

11 فبراير، أعلنت نايكي عن إطلاق "الهيبيين الفضاء" (الفضاء الهبي) سلسلة في فصل الربيع، ما مجموعه أربعة "ودية النباتية" الأحذية الرياضية ذات الأصل النباتي. وجوه متماسكة من الأحذية الرياضية من الخردة، بما في ذلك زجاجات البلاستيك المعاد تدويره المياه والقمصان والغزل مكسورة، جزء توسيد مع 15 و 100 رغوة المطاط المعاد تدويرها الأرض، فريد اللون والملمس خلط جزيئات جلخ تشكلت في القاع.

تقدم KARTELL البلاستيك الحيوي الناشئة نسخة من وحدة التخزين Componibili مبدع

جعل كرسي بيو KARTELL من نبات يسمى البوليمر Biodura

نايك الرئيس التنفيذي للتصميم جون هوك (يوحنا Hoke) في "الهيبيين الفضاء" ودعا انبعاثات الكربون إلى حد بعيد أدنى درجة من احذية نايك، مقارنة مع رغوة أحذية رياضية نموذجية، تم تخفيض انبعاثات الكربون بمقدار النصف. وقال: "نحن في محاولة لمعرفة كيفية تحقيق أقصى فائدة مع أقل قدر من المواد والطاقة والكربون."

قبل "الهيبيين الفضاء"، والمنافسين دون العلامة التجارية أديداس ريبوك (ريبوك) في ديسمبر أطلقت العام الماضي أول حذاء الرقص على أساس مصنعها للأبد Floatride ينمو، وربما في نهاية هذا العام. تصميم ريبوك من قبل الشركة اليابانية، التي تحتوي على مزيج من الكافور المستدام المواد، وزيت الخروع، والطحالب والمطاط الطبيعي، على التوالي، للالعلوي، وحيد، جزء نعل.

على مدى السنوات الثلاث الماضية، ريبوك وقد تم تطوير المواد ذات الأصل النباتي لتلبية احتياجات تشغيل عالية الأداء، ليحل محل البلاستيك الوقود الأحفوري. عدت الشركة أيضا أن "من مزيج من المواد للحد من البوليستر الخالص، وإزالة تماما في عام 2025."

السكروز والنشا والسليلوز، والبوليمرات الطبيعية من خلال صقل الكتلة الحيوية، للحصول على الإيثيلين، البروبيلين، البولي إيثيلين، وأحادية الهامة الأخرى التي تم الحصول عليها بعد البلمرة من البلاستيك يسمى البلاستيك الحيوي. حاليا، فإن الغالبية العظمى من المواد الخام البلاستيكية المنتجة من النفط الأحفوري مصادر الطاقة والفحم والغاز الطبيعي وغيرها غير قابلة للتجديد، عام 2018، أقل من 2 من البلاستيك العالمية من البدائل الحيوية. ومع ذلك، تشير التقديرات إلى أن في عام 2024، فإن السوق البلاستيك الحيوي المتنامي تصل إلى 68 مليار $.

إذا، بدلا من المواد الخام البترولية والمواد البوليمر الاصطناعية لها المواد الخام لا ينضب، يبدو أن مادة مثالية للاختيار المستدام. لذلك، العديد من الشركات متعددة الجنسيات واستكشاف إمكانية البلاستيك الحيوي تحول: ليغو قد بدأت استخدام البلاستيك المستخرج من قصب السكر في العنصر، أعلن IKEA شراكة عام 2018 مع الفنلندية المصنعة ناست الوقود (نيستي)، وإدخال إمدادات البلاستيك الحيوي سلسلة.

يقع المقر الرئيسي ناست في إسبو، فنلندا (إسبو) تكرير النفط وشركة تسويق، مما يرفع محطة تجريبية في خريف عام 2018، والنفايات زيت الطهي والزيوت النباتية وغيرها من المواد الخام للمخلفات في البولي بروبلين الحيوي القائم ومنخفض الكثافة البولي ايثيلين. ايكيا واستخدام عدد محدود من المنتجات البلاستيكية الجديدة مثل صندوق تخزين البلاستيك، هدفها الطموح حتى عام 2030، والبلاستيكية المستخدمة في المنتج بالكامل من مواد معاد تدويرها أو بديلة قابلة للتجديد.

هوانغ تشيان تشى نايكي الأحذية مصممة وسادة هوائية، ويمكن تصميم وحدات تكون منصة عرض المنتجات

"البلاستيك الحيوي" هو اسم يشكل صورة البيئة المستنيرة، وسهلة للتغطية على بعض الحقائق وراء ذلك. ووفقا للمهندس تايوان البيئي هوانغ تشيان تشى (آرثر هوانغ) وجهة نظر، البلاستيك الحيوي الضرر المحتمل على البيئة قد يكون أسوأ من البلاستيك التقليدية. تستخدم النباتات البلاستيكية بدلا من الوقود الأحفوري يتطلب الكثير من الأراضي الزراعية والتربة والمياه سوف تصبح أكثر حمضية عندما البلاستيك الحيوي السماد، والتلوث، والبر والبحر. وقال: "سوف تغيير الرقم الهيدروجيني للتدهور التربة والمياه، التي نود يسكب الكثير من عصير البرتقال في البحر أو النهر كما لو البلاستيك الحيوي في مقالب القمامة، والافراج عن غاز الميثان، وهو أسوأ من ثاني أكسيد الكربون. غازات الاحتباس الحراري ".

هذا العام هوانغ البالغ من العمر 41 عاما تشيان تشي يجمع بين عدة هويات المهندسين المعماريين والمهندسين وأساتذة الجامعات ورجال الأعمال، وما إلى ذلك، وبعد الحصول على درجة الماجستير في الهندسة المعمارية من جامعة هارفارد في عام 2005، أسس البحث والتطوير شركة صغيرة تشي (Miniwiz)، مخصصة لاكتشاف استخدامات جديدة للنفايات، إعادة استخدام المستدام للمواد غير الأصلية. وقال انه في عام 2010 مع بناء زجاجة تايبيه معرض الزهور PET فوق "سفينة الصحة الوسطى"، وبناء المكون من تسعة طوابق من الجدار، كل "الطوب" هو زجاجات المشروبات البلاستيكية، والتخلص منها مرة واحدة تستخدم جاكي شان DVD بناء مركز للتدريب، كما تم إنتاج وسادة هوائية خفيفة الوزن نايك مربع الأحذية مصنوعة من علب المشروبات المعاد تدويرها، والمشاركة في ماكس الجوية الملكية 01 الرياضة تصميم الأحذية.

أصبح مشروع واسع لجعل البلاستيك الحيوي خريج جامعة ساسكس في المملكة المتحدة لوسي هيوز الفائز جيمس دايسون جولة UK (ج) لوسي هيوز

قصب مجموعة الفينيل Nonbiodegradable

البلاستيك الحيوي البلاستيك القابلة للتحلل ما يعادلها، وهو مفهوم خاطئ شائع. البلاستيك الحيوي الخام من الكتلة الحيوية، والمواد البلاستيكية القابلة للتحلل ومتطلبات البلاستيك في وقت قصير، والتحلل من المنتجات الصديقة للبيئة. لذا، البلاستيك الحيوي قد لا تكون قادرة التدهور. من ناحية أخرى، يمكن للطاقة الأحفورية توليفها عديد حمض اللبنيك يكون المتدهورة، ولكنها توفر لمكافحة تجسيد نموذجي.

عادة، البلاستيك القابلة للتحلل وسماد تتطلب إدخال الكائنات الحية الدقيقة محددة أو ظروف الحرارة والرطوبة العالية، وقتا طويلا نسبيا لتتحلل. حتى لو البكتيريا أو الفطريات يمكن أن تتحلل البلاستيك، فإنه قد لا يزال يستغرق عقودا، وترك مخلفات سامة. ووجد الباحثون أن كيس مصنوع من البلاستيك القابلة للتحلل ودفن في الأرض أو في البحر، لا تزال سليمة بعد ثلاث سنوات.

في نوع من المعتاد عديد حمض اللبنيك البلاستيك الحيوي جيش التحرير الشعبى الصينى على سبيل المثال، وأنها تأتي من تخمير نشا الذرة، وما شابه ذلك، أو قصب السكر المحاصيل استخراج فول الصويا يمكن أن تنتجها الطحالب. سماد جيش التحرير الشعبى الصينى ووسائل أنه في ظل الظروف المناسبة، والكائنات الحية الدقيقة في غضون بضعة أشهر لتتحلل الغازات الضارة والكتلة الحيوية. ولكنها ليست قابلة للتحلل، في ظل الظروف العادية، فإن معدل التحلل منه سيتباطأ كما البلاستيك التقليدية. لأن جيش التحرير الشعبى الصينى الحمضية، فإنه سيتم زيادة حموضة البيئة المحيطة خلال سماد.

في نهاية عام 2018، وأضيف ليغو لأول مجموعة من المكونات البلاستيكية ذات الأصل النباتي من قصب السكر، أي ما مجموعه حوالي 25 أشكال مختلفة، تظهر في playsets جنبا إلى جنب مع الطوب ليغو أخرى. لينة ودائم ومرنة البولي إثيلين الإيثانول البلاستيك من قصب السكر، لإنتاج الأوراق والشجيرات والأشجار مثل عناصر العنصر. على الرغم من أن مصطلح "ذات الأصل النباتي" يوفر هالة خضراء كافية، وقصب السكر البولي ايثيلين حقيقة البلاستيك ليست قابلة للتحلل.

مع استكمال أعمال بناء كتلة ليغو الحيوية البلاستيك

ليغو إجمالي المبيعات السنوية من 75 مليار العناصر، وذلك باستخدام أكثر من 20 البلاستيك المختلفة. بحلول عام 2015، ليغو استثمار تأسست 155 مليون $ مركز مواد مستدامة، وأكثر من 100 موظف يعملون في المركز. والهدف النهائي هو نفس عام 2030، المنتجات الأساسية والتعبئة والتغليف جميع المواد المستدامة الاستخدام.

ومع ذلك، فمن المستحسن والتنفيذ بشكل عام بعيدا عن بعضها البعض. وحتى الآن، وذات الأصل النباتي البولي ايثيلين فقط 1-2 من جميع العناصر البلاستيكية ليغو، وبناء ما يصل الى 80 من الأحفوري ABS القائم على الوقود (الأكريلونيتريل - بوتادين - ستايرين)، غلظة ، ثبات اللون وقدرات المتشابكة أكثر مرونة البلاستيك الحيوي غير متوفرة. إنتاج 1 كغ ABS البلاستيك يتطلب 2 كيلوغرام من النفط، على الرغم من أن يمكن إعادة تدويرها، ولكن معظم الأسر لم يشف البنود التي تم جمعها.

مشكلة أخرى هي أن زراعة قصب السكر يتطلب الكثير من الأراضي والأيدي العاملة واستهلاك المياه، واستخدام البولي ايثيلين البلاستيكية ليغو من أكبر منتج قصب السكر الإيثانول في البرازيل، وتآكل التربة وظروف العمل السيئة والإيثانول مصفاة حيث العوائق الرئيسية. إذا كانت الزيادة كبيرة جدا مزارع قصب السكر، ومن المرجح أن يتم نقل المزارعين المحليين إلى أرض أكثر هامشية.

في أي حال، مادة البلاستيك الحيوي بالتأكيد لا تستطيع ان تلبي حجم الانتاج من عشرات المليارات كل سنة، لو Gaoyao تحقيق أهداف 2030، فإنه من الضروري حل مشكلة ABS. بالإضافة إلى قصب السكر، وكذلك مصادر مستدامة أخرى من الإيثانول، مثل البكتيريا الزرقاء لانتاج الايثانول من زراعة وإنتاج ويمكن أيضا أن المستخرجة من النفايات المنزلية أو بقايا القهوة.

في الآونة الأخيرة، تينيسي، مختبر أوك ريدج الوطني لتطوير ABL، قد يكون هناك بديلا محتملا. ABL باستخدام نفس ABS الأكريلونيتريل والبيوتاديين، ABS، ولكن استبدال الستايرين في البترول المستمدة بيولوجية اللجنين اللجنين. وقال ABL المشارك مخترع أميت ناث كارل (أميت Naskar): "إن ABL هو البديل قد يكون الحل أكثر مثالية، في الوقت الحاضر، ABL ليست بديلا مثاليا لABS - ليس من الصعب جدا، ومرونة كبيرة نسبيا ".

"الصنوبر" في كل خليط من الطوب البيولوجي (ج) آرثر مامو ماني من الخشب والبلاستيك الحيوي 3D الطباعة الجهاز

إلى المواد الخام للطحالب

وإن لم يكن حلا سحريا لحل مشكلة البلاستيك، ولكن للمصممين، بعد كل شيء، البلاستيك الحيوي يوفر خيارات جديدة لمواد ذات جودة عالية، أكثر حماسا لمواصلة الأبحاث أطول أمدا. في العام الماضي، والمهندس المعماري الفرنسي آرثر مامو - مانيلا (آرثر مامو ماني) بالتعاون مع جهاز طباعة 3D "الخضرة" مع COS أزياء العلامة التجارية السويدية، 700 وحدات متشابكة Zhuandui الرباعية البيولوجية ببناء شبكة ضخمة هو قطع النحت، مثل شكل رأس الهرم قبالة. هيكل وحدات وفقا لبيئات مختلفة، وتحويلها إلى أشكال مختلفة.

كل الطوب البيولوجية من خليط من الخشب والبلاستيك الحيوي، ثم طابعة دلتا WASP الصناعية 3D لطباعة. "باين" وسائل الوزن الكلي لأكثر من 3 أطنان، و 25 مترا في نهاية واحدة، بل هو إلى حد بعيد أكبر واحدة من الطباعة البلاستيك الحيوي هيكل 3D.

وثمة مشكلة رئيسية هي استخدام البلاستيك 3D الطباعة، مامو - مانيلا المستخدمة هي عديد حمض اللبنيك (PLA)، وهي شركة تعمل في مجال إنتاج الزراعي اختراع الشركات الذرة، والمستمدة من التخمير من نشا الذرة في مصانع اللدائن الحرارية. وقال: "نحن المستخرج من الذرة البوليمر طويلة السلسلة، والتي هي أكثر فعالية من البلاستيك الحيوي أوليل هذا هو البلاستيك نظيفة جدا المواد، من حيث انبعاثات، هو أكثر فعالية من التقليدية الكربون 68 البلاستيك. سمية فقط 1/50 من البلاستيك التقليدية ".

مامو - ماني مزيد من تجربة عملية التسميد من جيش التحرير الشعبى الصينى، إذا تم وضعه في مرافق التسميد الصناعية، في 60 درجة مئوية والرطوبة 100، والتحلل خلال شهر واحد. إذا كان على السماد المنزل، وذلك بسبب انخفاض درجات الحرارة قليلا، نحو ستة أشهر.

نيويورك مصمم شارلوت مكوردي (شارلوت مكوردي) البلاستيك من الطحالب، والبحث والتطوير لإنتاج واضحة وسترة مضادة للماء، في العام الماضي في معرض كوبر هيويت تصميم كل ثلاث سنوات. سكب هذا البلاستيك الحيوي البوليمر الحيوي مستمدة بالكامل من الطحالب، والطحالب الالتصاق مع بعضها البعض عن طريق التسخين، في قالب مخصص. بعد المعالجة، والطحالب سطح البلاستيك مع طبقة رقيقة من الشمع لتحسين مقاومة للماء.

البلاستيك في قالب لقطع إلى أجزاء، ومن ثم مخيط معا. جميع الخطوط من سترة والربط معا ولا الكربون الأحفوري، الابازيم المعدنية، وخيوط الفسكوز السليلوز هي من المصنع. ليس ذلك فحسب، مكوردي وقد وضعت أيضا الشمع تماما المستندة إلى النباتات للماء "، كما المتاحة في السوق أو نشرها صفات تستند على البارافين أو شمع العسل."

العديد من البلاستيك مختلفة مع الكائنات الحية الأخرى، وهذا "سلبية الكربون" معطف واق من المطر مشروع المادي من الطحالب-100، وليس فقط مع بعض الطحالب. وقال مكوردي: "ثلاثة أرباع سطح الأرض هو المحيط، إذا كنا نريد للتخلص من الاعتماد على الكربون الأحفوري، والطحالب عزل الكربون تصبح مواد متينة، والتي لا يمكن تجاهلها الفرص."

والشيء نفسه لا تعتمد على الذرة والسكر ومثل الغذاء، وضعت جامعة ساسكس طالب الدراسات العليا لوسي هيوز (لوسي هيوز) في السنة النهائية من تصميم الدورات التدريبية المنتج، مع حراشف السمك، والجلد وغيرها من النفايات MarinaTex. لديها الشفافية والمرونة، ويمكن استخدامها في حقيبة تسوق أو حزمة القابل للتصرف، ولها قوة الشد أعلى من التقليدية البولي إثيلين منخفض الكثافة. وقال هيوز: "أنا لا أريد أن استخدام المواد الطبيعية، لذلك بدأ تيار لتحدي نفسه من النفايات."

من أجل العثور على الموثق العضوية كمادة ورقة، وجدت أجار (أجار)، وهي مادة هلامية تم الحصول عليها من جدران الخلايا من بعض الطحالب الحمراء، الساحل ساسكس. التصميم النهائي هو نتيجة العديد من التجارب 100 مخاليط الحيوي من البلاستيك، ومعظمها نفذت عليها موقد المطبخ المهجع.

ووفقا لتقديرات سلطة صناعة الأسماك البريطانية أن تجهيز الأسماك السنوي لإنتاج ما يقرب من 50 ألف طن من النفايات من مضيعة للسمك القد الأطلسي ما يكفي لإنتاج أكياس 1400 MarinaTex. والعدد الحالي من البلاستيك القابلة للتحلل مختلفة، هذه المواد البيولوجية لا تحتاج إلى إنشاء مرافق منفصلة لجمع النفايات، في غضون شهر إلى ستة أسابيع، فسوف يتكسر في السماد أو المنزلية القمامة الغذاء.

سبتمبر الماضي، وجعل المشاريع MarinaTex أصبح البلاستيك الحيوي هيوز جيمس دايسون (جيمس دايسون) الفائز بسباق بريطانيا للدخول في المنافسة الدولية. وتسلم هذه الجائزة السنوية أحدث الابتكارات والتصميمات الهندسية خريجي جميع أنحاء العالم، والجولة الأخيرة من المسابقة الدولية التي مؤسس دايسون، مخترع بريطاني جيمس دايسون نفسه القاضي، وسيحصل الفائز 30،000 مكافأة.

 [2020] الحياة أسبوع 1078 للتعامل مع حالة عدم اليقين من 15 شراء