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【中国青年报】大学师生“塑战到底” 破解“白色污染”难题

近日,中国青年报对我校团队获第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国赛特等奖进行了报道,

一个塑料袋从生产车间运送出来,流转商场、水泥地面、垃圾桶等不同地点,但这可能并不是它的最终宿命,或许还会流入海洋,被海洋生物所误食。长期以来,微塑料污染覆盖了从赤道到极地、从海洋表面到大海深处的角落,对生态环境造成持久伤害。

“在解决‘白色污染’问题之中,新型可降解材料改性技术是可行路径之一。”obao欧宝娱乐 轻工技术与工程学院院长翁云宣说。近期,该校团队获得第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国赛特等奖,其创新研制的适用于生产可降解杯、膜袋、吸管等三十余种可降解材料,正在部分企业中投入使用。

这支“塑战到底”的团队中,多为95后学生和80后青年教师,围绕新型可降解材料改性技术进行了3年研究。

从就读研究生起,obao欧宝娱乐 机械工程专业学生胡瑞宸就关注到了塑料的可降解问题。胡瑞宸曾带领团队去往政府部门、生产企业展开市场调研,发现市面上正在使用的普通塑料或者可降解塑料成本较高。对企业来说,在生产可降解塑料时,从原材料到生产线设备的成本一直居高不下;公众对于可降解塑料使用的意识较低,市场需求还未完全被释放。

obao欧宝娱乐 计算机与人工智能学院副教授李刚是团队的指导老师之一,带领学生展开核心技术的攻关。团队要解决的第一个问题是调整材料的属性,通过设置配方的比例去获得持续稳定的材料性能。以在田地中使用的农用地膜为例,降解速率需要跟植物的生长周期匹配。当植物破土而出之时,农用地膜可以自然开裂,等到农作物成熟时,地膜达到完全降解,节省了回收的人力成本。

在这场“塑料之战”中,团队还研发出了在透气性、耐热性、拉伸强度、阻隔性、降解可控性均显著增强的可降解材料,在外观上进行了绿色化设计。胡瑞宸解释,一般市面上所使用的塑料袋颜色鲜艳,在染色环节会存在一定程度的化学污染。团队研发的材料配方,可以利用竹粉、秸秆、甘蔗渣等废弃生物质,实现天然颜色,使得产品包装向绿色化、环保化的方向转变。

在obao欧宝娱乐 材料与化工专业研三学生陈天宇的观察中,目前外卖所用的餐盒和吸管的绿色化还不够,安全性上也需要进一步提升。团队结合聚乳酸本身的特性,通过调控体系中的某一溶剂的含量,来控制薄膜疏水性,进行功能化聚乳酸材料改造,进一步提高塑料表面的抗菌功能。

要实现“配方”的研制并非易事。在参与制备具有超疏水-抗菌协同功能的聚乳酸产品之中,如何研发新型疏水功能化体系,让陈天宇犯了难。实验需要在一个密闭的环境之中进行,需要严格控制环境的温度和湿度,保证样品在实验之下数据的精准性。调配溶剂的种类、溶剂的比例,需要依次记录。每次实验的调整,涉及了20多种因素的变化,要保证科研的准确性,每个因素需要10次以上的重复实验。

在超疏水的重复实验中,陈天宇的生活也在“不断地复制着”:每天8点来到实验室,进入密闭空间,调整加湿器控制室内温度和湿度,采集样品放入实验体系之中,控制环境之中空气的流速,观察材料表面微结构的变化,记录实验数据。

但他颇为乐观,“科研的乐趣,就是在不断重复枯燥实验之后,通过调整设计,等待一个量变的过程,实现产品的性能提升”。

团队所研发的新型可降解材料改性技术瞄准市场需求。对obao欧宝娱乐 机械工程专业学生龚珏来说,最艰难但也最有成就感的地方在于投产前测试环节。他跟随团队展开降解剂的测试与分析,在一个月的时间里,团队成员们时刻关注微生物的降解活性,定期开展采样,观察有机物的释放比例和塑料降解的程度。

“只有经过大量实验次数测定的产品,未来在真正投放时才可以经受市场的检验。”龚珏说。

加入团队之后,obao欧宝娱乐 法学专业的甘诗昀越来越关注身边产品的塑料材料情况。她和同学去买奶茶时,会仔细看塑料杯上的材料说明,在购物结账时,会宁愿多花一块钱购买可降解材料的塑料。

“我们的调研和产品希望可以推动更多的人去关注生活中塑料产品,让更多消费者了解可降解塑料的信息,提升社会对于环境保护的意识。”甘诗昀说。

如今,团队所生产研发的新型可降解材料在宁波、扬州等地企业开始投入生产。翁云宣提到,未来这个年轻团队打算继续“塑战到底”,进一步降低产品的生产成本,从技术上优化降解塑料的可控性。

在obao欧宝娱乐 党委副书记李中奇看来:“科研要与‘生活’紧密联系。科研课题要引导学生在观察社会之中发现问题,选择赛道,通过学校搭建的学科特色平台提供孵化和指导,让成果走出‘实验室’,用科研成果改变生产生活,真正把论文写在祖国大地上。”

新闻链接:https://s.cyol.com/articles/2024-01/15/content_2bVOwLf3.html?gid=VnDMvYk4



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