Şeker kamışından yapılmış lego oyuncaklar, "vejeteryan dostu" Nike spor ayakkabılar ve biyoplastikler herhangi bir olasılık var mı?
Sanlian Life Weekly'yi takip etmek için yukarıya tıklayın!
Metin / Zhong Heyan
Bu makale, 2020 yılında "Sanlian Life Weekly" 11. sayısında orijinal başlığı "Biyoplastiklerin Olasılığı" ile yayınlandı.İzinsiz yeniden basılması kesinlikle yasaktır.
İngiltere'deki Royal College of Art'tan dört tasarımcı, deniz ürünü atıklarını biyoplastik ürünlere dönüştürmek için bir dizi makine geliştirdi (c) Shellworks
Telif hakkı (c) Kartell, Nike, COS
Biyokütlenin rafine edilmesiyle elde edilen plastikler
İtalyan mobilya markası Kartell'in dünyada en çok tanınan ürünü, enjeksiyon kalıplı ABS'den üretilmiş modüler depolama ünitesi Componisbili'dir.Kayar panelli kare veya silindirik bileşenler iç içe geçerek farklı kombinasyonlarda istiflenebilir. 1967'deki lansmanından bu yana, Componisbili üretmeye devam etti ve 10 milyondan fazla set sattı.
İtalyan mimar Anna Castelli Ferrieri tarafından tasarlanan depolama ünitesi, o zamanlar, düşük maliyetli yeni malzemelerin yenilikçi kullanımı, modüler mobilya tasarımı konseptini tamamen değiştirdi. Geçen yıl haziran ayında, yarım asırdır satılan tarihi ürün, ABS'nin yerine yeşil, sarı, pembe ve boz kahverengi olmak üzere dört farklı renk içeren biyoplastiklerin yerine yeni ve sürdürülebilir bir versiyon aldı.
İtalyan biyoplastik üreticisi Bio-on ile işbirliği içinde, yeni plastik tarımsal atıklardan geliyor. Tarımsal atık, doğal bir polyester üretmek için bakteriler tarafından doğal olarak fermente edilir, resmi adı doğrusal polihidroksialkanoattır (PHA). Net bir lansman tarihi olmamasına rağmen Kartell, PHA plastiğin kullanım sırasında su geçirmez ve ısıya dayanıklı olduğunu ve toprakta ve suda% 100 biyolojik olarak parçalanabileceğini iddia ediyor.
Kesin olarak, PHA bir polimer değil, benzer yapılara sahip geniş bir polimerler sınıfı için genel bir terimdir.Üretim koşulları ayarlandığı sürece, farklı fonksiyonlara ve özelliklere sahip malzemeler elde edilebilir. Benzersizlikleri, sentezin tamamen mikroorganizmalar tarafından yapılması ve yüzlerce bakterinin PHA sentezleme yeteneğine sahip olduğunun bilinmesidir. Doğal polimer bileşikler olmalarına rağmen ısıtılarak ve eritilerek de işlenebilir ve kalıplanabilirler Bakteriler için uygun koşullar sağladıkları sürece biyolojik olarak parçalanabilirler. Bununla birlikte, PHA'nın dezavantajları da açıktır Mevcut biyolojik fermentasyon teknolojisine göre, hem verimlilik hem de maliyet tatmin edici değildir.
11 Şubat'ta Nike, "Space Hippie" serisini ilkbaharda toplam dört adet "vejeteryan dostu" bitki bazlı spor ayakkabı ile piyasaya süreceğini duyurdu. Spor ayakkabıların örülmüş üst kısımları geri dönüştürülmüş plastik su şişeleri, tişörtler ve parçalanmış iplikler gibi atık malzemelerden gelir. Yastıklama kısmında% 15 öğütülmüş kauçuk ve% 100 geri dönüştürülmüş köpük kullanılır. Zemin parçacıkları orta tabanda benzersiz bir renk karışımı oluşturur.
Kartell, ikonik Componibili depolama ünitesinin yeni bir biyoplastik versiyonunu sağlar
Kartellin Bio sandalyesi, Biodura adlı bitki polimerinden yapılmıştır
Nike Baş Tasarım Sorumlusu John Hoke, şimdiye kadarki en düşük karbon ayak izi puanına sahip Nike ayakkabısını "Space Hippie" olarak nitelendirdi. "En büyük faydayı elde etmek için en az malzeme, enerji ve karbonu nasıl kullanacağımızı bulmaya çalışıyoruz" dedi.
"Space Hippie" den önce, rakibi Adidas'ın alt markası Reebok (Reebok), geçtiğimiz yılın Aralık ayında, bu yılın sonunda satışa çıkacak olan ilk bitki bazlı hafif spor ayakkabı The Forever Floatride Grow'u piyasaya sürdü. Reebok Japonya tarafından tasarlanan sürdürülebilir malzeme portföyü, ayakkabı saya, taban, tabanlık ve diğer parçalarda kullanılan okaliptüs, hint yağı, yosun ve doğal kauçuğu içerir.
Reebok, son üç yıldır fosil yakıtlı plastiklerin yerini almak için çalışmanın yüksek performans gereksinimlerini karşılayabilen bitki bazlı malzemeler geliştiriyor. Şirket ayrıca "saf polyesteri malzeme karışımından azaltma ve 2025 yılına kadar tamamen çıkarma" sözü verdi.
Sükroz, nişasta ve selüloz gibi doğal polimer bileşikleri, etilen, propilen ve polietilen gibi önemli monomerler elde etmek için biyokütle aracılığıyla rafine edilir Polimerizasyondan sonra elde edilen plastiğe biyoplastik denir. Şu anda, plastik üretimi için hammaddelerin çoğu petrol, kömür ve doğal gaz gibi yenilenemeyen fosil enerji kaynaklarından geliyor. 2018'de küresel plastiklerin% 2'sinden azı biyolojik ikame maddelerden geldi. Ancak, büyüyen biyoplastik pazarının 2024 yılına kadar 68 milyar ABD dolarına ulaşacağı tahmin ediliyor.
Petrol yerine biyokütle kullanılırsa, sentetik polimer malzemeler tükenmez hammaddelere sahip olacak ve bu da sürdürülebilir ve ideal bir malzeme seçimi gibi görünüyor. Bu nedenle, birçok çok uluslu şirket biyoplastiklere dönme olasılığını araştırıyor: Lego, bileşenlerinde şeker kamışından çıkarılan plastikleri kullanmaya başladı. 2018'de IKEA, Fin yakıt üreticisi Neste ile biyoplastikleri tedarik etmek için bir işbirliği yaptığını duyurdu. Zincir.
Nast, merkezi Finlandiya Espoo'da bulunan bir petrol arıtma ve petrol pazarlama şirketidir. 2018 sonbaharında, yemeklik yağ ve bitkisel yağ gibi atıkları ve artık hammaddeleri biyo bazlı polipropilene ve düşük yoğunluğa dönüştürmek için bir pilot tesis kurdu. Polietilen. IKEA, bu yeni plastikleri plastik saklama kutuları gibi sınırlı sayıda üründe kullanacak ve iddialı hedefi, ürünlerde kullanılan plastikleri 2030 yılına kadar tamamen geri dönüştürülmüş veya yenilenebilir malzemelerle değiştirmektir.
Huang Qianzhi tarafından Nike için tasarlanan Airbag ayakkabı kutusu, modüler tasarım bir ürün teşhir platformu haline gelebilir
"Biyoplastik" adı, arkasındaki bazı gerçekleri kolayca örtebilecek aydınlanmış bir çevreci imajı oluşturur. Tayvanlı çevre mimarı Arthur Huang'a göre, biyoplastiklerin çevreye olan potansiyel tehlikeleri geleneksel plastiklerden daha kötü olabilir. Fosil yakıtlar yerine bitki plastiklerine geçmek çok fazla tarım arazisi gerektirir Biyoplastik kompost yapıldığında, toprak ve su daha asidik hale gelir, toprağı ve okyanusları kirletir. Şöyle dedi: "Bozulduklarında, tıpkı okyanusa veya nehre bol miktarda portakal suyu döktüğümüz gibi, toprağın ve suyun pH'ını değiştirirler. Biyoplastikler gömülürse, karbondioksitten daha kötü olan metan salgılarlar. Sera gazlarının. "
41 yaşındaki Huang Qianzhi, mimar, mühendis, üniversite profesörü ve sanayici gibi birden fazla kimliğe sahip Harvard'dan mimarlık alanında yüksek lisans derecesi aldıktan sonra, 2005 yılında, atıkların yeni kullanımlarını keşfetmeye adanmış Miniwiz'ini kurdu. El değmemiş malzemeleri sürdürülebilir bir şekilde yeniden kullanın. Bir zamanlar 2010 Taipei Çiçek Fuarı'nda PET şişelerle bir "Huansheng Ark" inşa etti. Dokuz katlı binanın duvarındaki her "tuğla" bir plastik içecek şişesiydi. Bir zamanlar Jackie Chan için atılmış DVD'leri kullandı. Bir eğitim merkezi kurdu, Nike için Airbag hafif ayakkabı kutuları yapmak için geri dönüştürülmüş içecek kutuları kullandı ve Air Max Royal 01 spor ayakkabılarının tasarımına katıldı.
Balık pulu biyoplastik projesi, Sussex Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi Lucy Hughes'u James Dyson UK Tour (c) Lucy Hughes'un galibi yapıyor.
Biyolojik olarak parçalanamayan kamış bazlı etilen
Biyoplastikleri biyobozunur plastiklerle eşitlemek yaygın bir yanılgıdır. Biyoplastiklerin hammaddeleri biyokütleden gelir ve biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, plastiklerin kısa bir süre içinde çevre dostu ürünlere ayrıştırılmasını gerektirir. Bu nedenle biyoplastikler bozunmayabilir. Öte yandan, fosil enerji kaynaklarından sentezlenen polilaktik asit, tipik bir karşı örnek sağlayarak bozunabilir.
Genel olarak, biyolojik olarak parçalanabilen ve gübrelenebilir plastikler, belirli mikroorganizmaların veya yüksek sıcaklık ve nem koşullarının ve nispeten uzun bir ayrışma süresinin kullanılmasını gerektirir. Bakteriler veya mantarlar tarafından ayrıştırılabilen plastikler bile onlarca yıl sürebilir ve toksik kalıntılar bırakabilir. Araştırmacılar, biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerden yapılan torbaların toprağa gömüldüğünü veya denize düştüğünü ve üç yıl sonra bozulmadan kaldığını buldu.
Örnek olarak yaygın biyoplastik tip PLA'yı ele alalım: Mısır, soya fasulyesi veya şeker kamışı gibi mahsullerden ekstrakte edilen fermente nişastalardan türetilir ve ayrıca alglerden de yapılabilir. PLA kompostlanabilir, yani doğru koşullar altında mikroorganizmalar onu zararsız bir şekilde birkaç ay içinde biyokütle ve gaza ayrıştırır. Ancak biyolojik olarak parçalanamazlar Normal koşullar altında, bozunma hızları geleneksel plastikler kadar yavaş olacaktır. PLA asidik olduğu için kompostlama sırasında çevredeki ortamın asitliğini artıracaktır.
2018 sonunda, Lego raflara, şeker kamışından yapılmış, toplamda yaklaşık 25 farklı şekilden oluşan bitki bazlı plastik bileşenlerin ilk partisini koydu ve diğer Lego tuğlalarıyla birlikte oyuncak setlerinde göründü. Yumuşak, dayanıklı ve esnek polietilen plastik, şeker kamışından elde edilen etanoldür ve yapraklar, çalılar ve ağaç şeklindeki elemanlar gibi elementlerin yapımında kullanılır. "Bitki bazlı" terimi yeterince yeşil bir aura sağlasa da, gerçek şu ki, şeker kamışı polietilen plastiği biyolojik olarak parçalanamaz.
Lego çalışmaları biyoplastik bloklarla yapılır
Toplamda Lego, 20'den fazla farklı plastik kullanarak her yıl 75 milyar bileşen satıyor. 2015 yılında Lego, merkezde 100'den fazla çalışanıyla Sürdürülebilir Malzemeler Merkezi'ni kurmak için 155 milyon ABD doları yatırım yaptı. Nihai hedefi de 2030 yılına kadar tüm temel ürünlerde ve ambalajlarda sürdürülebilir malzemeler kullanmaktır.
Ancak beklentiler ve uygulama genellikle birbirinden farklıdır. Şimdiye kadar, bitki bazlı polietilen tüm Lego plastik bileşenlerinin yalnızca% 1 ila% 2'sini oluşturuyor ve yapı taşlarının% 80 kadarı, sağlam olan fosil yakıt bazlı ABS (akrilonitril-bütadien-stiren) kullanıyor , Renk haslığı ve kenetlenme yeteneği daha esnek biyoplastiklerde mevcut değildir. 1 kg ABS plastik yapmak için 2 kg yağ gerekir, geri dönüştürülebilir olmasına rağmen çoğu ev geri dönüşüm projesinde toplanmamaktadır.
Diğer bir sorun ise şeker kamışı yetiştiriciliğinin çok fazla arazi, işçilik ve su tüketimi gerektirmesidir.Lego'nun kullandığı polietilen plastik en büyük şeker kamışı etanol üreticisi Brezilya'dan gelmektedir.Etanol rafinerilerindeki toprak erozyonu ve kötü çalışma koşulları buradaki ana dezavantajlardır. Büyük şeker kamışı tarlaları çok fazla büyürse, yerel çiftçileri daha marjinal arazilere taşıyabilir.
Her durumda, biyoplastik malzemeler kesinlikle on milyarlarca yıllık üretim ölçeğini karşılayamayacak. 2030 hedefine ulaşmak için Lego'nun ABS sorununu çözmesi gerekiyor. Şeker kamışına ek olarak, etanolün başka sürdürülebilir kaynakları da vardır.Örneğin, etanol siyanobakterilerin yetiştirilmesiyle üretilir.Ayrıca evsel atıklardan veya kahve üretim artıklarından da çıkarılabilir.
Son zamanlarda, ABD, Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı, potansiyel bir alternatif olabilecek ABL'yi geliştirdi. ABL, ABS ile aynı akrilonitril ve butadieni kullanır, ancak ABS'deki petrolden türetilmiş stireni bir biyomateryal olan lignin ile değiştirir. ABL'nin ortak mucidi Amit Naskar şunları söyledi: ABL'nin bir varyantı daha ideal bir çözüm olabilir. Şu anda ABL mükemmel bir ABS ikamesi değil - o kadar da zor değil. Ve daha esnektir. "
"Pin and Cypress" adlı 3B baskı enstalasyonunun her bir biyo-tuğlası, ahşap ve biyoplastiklerin bir karışımından geliyor (c) Arthur Mamou-Mani
Yosunlardan içerik isteyin
Plastik problemini çözebilecek her derde deva olmasa da, tasarımcılar için biyoplastikler sonuçta daha uzun ömürlü yüksek kaliteli malzemeler için yeni seçenekler sunuyor ve daha hevesli araştırmalar devam ediyor. Geçen yıl, Fransız mimar Arthur Mamou-Mani İsveçli moda markası COS ile bir 3D baskı enstalasyonu olan "Pin Cypress" üzerinde işbirliği yaptı, 700 adet birbirine bağlı modüler biyo-tuğla devasa bir ızgaraya yığıldı Heykel, üstü kesik bir piramit gibidir. Modüler yapı, farklı ortamlara göre farklı konfigürasyonlara dönüştürülebilir.
Her bir biyo-tuğla, ahşap ve biyoplastik karışımından yapılır ve ardından bir Delta WASP endüstriyel 3D yazıcı ile basılır. "Songbai" cihazının toplam ağırlığı 3 tonu aşıyor ve bir ucu yaklaşık 25 metre uzunluğunda ve bugüne kadarki en büyük 3D baskılı biyoplastik yapılardan biri.
3D baskı ile ilgili temel sorunlardan biri plastik kullanımıdır Mamu-Mani mısır üretimi yapan bir tarım şirketi tarafından icat edilen mısır ve diğer fermente bitki nişastasından elde edilen bir termoplastik olan polilaktik asit (PLA) kullanır. Mısırdan uzun polimer zincirleri çıkardık. Bu biyoplastikler yağ bazlı plastiklerden daha etkilidir. Bu çok temiz bir malzeme ve karbon emisyonları açısından geleneksel plastiklerden daha fazla karbon verimli. %, toksisite geleneksel plastiğin yalnızca 1 / 50'sidir. "
Mamu-Mani ayrıca PLA'nın kompostlama sürecini de denedi.Eğer endüstriyel bir kompost tesisine yerleştirilirse, 60 santigrat derece yüksek sıcaklıkta ve% 100 nemde bir ay içinde ayrışacaktır. Ev tipi bir kompostlama makinesine yerleştirilirse, biraz daha düşük sıcaklık nedeniyle yaklaşık 6 ay sürecektir.
New Yorklu tasarımcı Charlotte McCurdy, geçen yıl Cooper Hewitt Design Triennial'da sergilenen şeffaf su geçirmez bir ceket geliştirmek ve üretmek için deniz yosunundan plastik kullandı. Bu biyoplastik tamamen alglerden türetilen, ısıtılarak birbirine yapıştırılan ve özelleştirilmiş bir kalıba dökülen biyopolimerlerden oluşur. Kürleştikten sonra, su direncini artırmak için alg plastiğinin yüzeyi ince bir balmumu tabakası ile kaplanır.
Plastik, kalıpta parçalara ayrılır ve sonra birbirine dikilir. Ceketi bir arada tutan tüm ipler ve tutturucular da fosil karbon içermez.Metal tokalar ve viskon ipler tamamen bitkisel selülozdan yapılmıştır. Sadece bu değil, McCurdy aynı zamanda tamamen bitkilere dayalı su itici bir balmumu geliştirdi, çünkü piyasadaki mevcut veya yayınlanan formüller parafin veya balmumuna dayanıyor. "
Diğer birçok biyoplastikten farklı olarak, bu "karbon-negatif" yağmurluk, sadece bazı alglere değil, alg hammaddelerine dayalı% 100 bir projedir. McCurdy inanıyor: "Dünya yüzeyinin dörtte üçü okyanus. Fosil karbon bağımlılığından kurtulmak istiyorsak, alglerde depolanan karbon dayanıklı bir malzeme haline gelecektir. Bu göz ardı edilemeyecek bir fırsattır."
Benzer şekilde, Birleşik Krallık Sussex Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan Lucy Hughes, mısır ve sakaroz gibi yiyeceklere güvenmeden, ürün tasarımı kursunun son yılında balık pulları ve balık derisi gibi atıklardan MarinaTex'i geliştirdi. Yarı saydamlığa ve esnekliğe sahiptir, alışveriş poşetlerinde veya tek kullanımlık ambalajlarda kullanılabilir ve sıradan düşük yoğunluklu polietilenden daha yüksek gerilme mukavemetine sahiptir. Hughes, "Saf doğal malzemeler kullanmak istemiyorum, bu yüzden atık akışından kendime meydan okuyorum." Dedi.
Yaprak malzeme olarak organik bir bağlayıcı arayışında, Sussex sahilinde, bazı kırmızı alglerin hücre duvarlarından elde edilen jel benzeri bir madde olan agarı (Agar) keşfetti. Nihai tasarım, çoğu öğrenci yurdundaki mutfak ocağında gerçekleştirilen 100'den fazla biyoplastik karışım deneyinin sonucudur.
İngiliz Deniz Balıkları Endüstrisi Kurumu'nun tahminlerine göre, balık işleme her yıl yaklaşık 500.000 ton atık üretiyor ve bir Atlantik morina atığı 1.400 MarinaTex torbası üretmek için yeterli. Mevcut bazı biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerin aksine, bu biyolojik malzeme ayrı bir atık toplama tesisi gerektirmez. 1 ay ile altı hafta arasında ev kompostunda veya gıda atık kutularında ayrışır.
Geçen yıl eylül ayında, MarinaTex balık pulu biyoplastik projesi Hughes'u James Dyson British Tour'un galibi yaptı ve uluslararası yarışmaya katıldı. Bu yıllık ödül, dünyanın her yerinden mühendislik ve tasarım mezunlarının en son icatlarını tanımak üzere tasarlanmıştır. Uluslararası yarışmanın son turu, Dysonın kurucusu ve İngiliz mucit James Dyson tarafından kişisel olarak değerlendirilmiştir. Kazanan 30.000 £ alacak. Bonus.
Sanlian Life Weekly Sayı 11, 20201078 Belirsizlikle Başa Çıkmak 15 Satın Al
