全球首款可生物降解透明包装纸问世，可用于制作包装容器

据Japan News报道，由日本海洋地球科学技术厅（JAMSTEC）及其他机构组成的研究团队近日成功研发出一种由植物生物质制成的纤维素厚透明纸张。这种新型材料可被微生物分解成水和二氧化碳，比传统纤维素材料更厚，有望用于制作容器，从而取代部分塑料制品。

 

科学家团队表示，这种新型材料制成的纸盒高度透明，消费者可以清楚地看到里面的果汁或其他饮料。

 

图片来源： JAMSTEC

 

由深海塑料污染带来的灵感启发

 

JAMSTEC副首席研究员Isobe守之（Noriyuki Isobe）是研究组的组长，他表达了很高的期望。他说：“我希望这种材料能成为对抗海洋污染的一张王牌。

 

”Isobe参与了纤维素（木材和纸张的主要成分）的研究，于2017年加入JAMSTEC，该项目开始。然后，他亲眼目睹了成堆的一次性塑料对深海水域的严重污染，因为JAMSTEC有一个由研究潜水器记录的大量图像数据库。看到塑料袋和各种污染物散落在1000多米深的海底，Isobe很快想到用一种即使在海洋中也能被微生物分解的材料制成的容器来取代塑料容器。

 

特别是纸似乎是Isobe最有希望的物质之一。但这种材料有一个严重的弱点。由于纸张是用木浆制成的，其粗纤维之间的缝隙会漫射光线，使成品纸张不透明。

 

考虑到食品行业高度重视透明度，这尤其成问题。人们认为，允许消费者事先查看商品内容的包装可以激励购物者选择某些产品。在法国，一家食品制造商曾经用纸盒包装果汁饮料，但据报道，后来至少有一次改用塑料容器。这种被称为玻璃纸的材料是从类似纤维素的纸中提炼出来的，因为其透明的外观而闻名。

 

从“不透明“到”透明”

 

一个挑战是，在目前的生产方法下，玻璃纸的厚度只有0.03毫米。

 

长期以来，人们一直认为生产0.3毫米至0.7毫米厚度的玻璃纸在技术上是不可能的——0.3毫米至0.7毫米的厚度足以用于纸箱和其他商业包装。

 

考虑到这一点，Isobe想到了依靠溴化锂水溶液的方法。

 

为了制造这种透明纸张，研究团队使用了从棉籽表面纤维中提取的纤维素粉末。他们将粉末溶解在溴化锂水溶液中，并在高温加热过程中持续搅拌，直到其变为凝胶状，随后对材料进行塑形和干燥。

 

当研究人员将这种材料制成杯子和吸管时，发现其强度与聚碳酸酯（一种塑料）相当。这种纸张之所以透明，是因为其内部紧密排列着纳米级别的纤维（十亿分之一米），这些纤维的高度集中使得光线能够直接穿透纸张而不发生漫射。

 

即使是0.7毫米厚的透明纸张也保持柔韧性，透过它仍然可以清晰地看到100米外的景象。

 

是否可以真的在深海中分解？

 

此次研究项目的另一个独特之处在于，充分利用JAMSTEC的设施和专业知识，验证了它“是否真的可以在深海中分解”。

 

考虑到这种纸张最终可能会流入海洋，研究团队对其生物降解性进行了调查。研究人员将纸张沉入海中，并检查了海洋微生物对其的分解能力。结果显示，海洋越深，分解过程越慢，因为深海中的微生物数量较少。然而，即使在海面以下757米深处，这种纸张能在4个月内基本溶解。

 

Misaki的一个杯子在四个月内消失了。这种特殊纸张未来商业应用的希望越来越大。

 

成本高昂，应用可能存在局限

 

仍然存在的一个障碍是它的高成本。日本海洋地球科学技术振兴机构（JAMSTEC）副首席研究员Noriyuki Isobe表示：“如果建造一个用于该技术示范实验的工厂，我们估计生产这种材料的成本将是普通纸张的三倍左右，而二氧化碳排放量可以保持在塑料生产过程的一半左右。”

 

科学家们打算提出一种更便宜的生产技术，类似于制造纸盒和其他常见类型的纸板。他们还打算提出一条特殊的生产线，以控制能源消耗。“我设想一个我们日常生活所需的一切都完全来自生物体产生的物质的社会，”Isobe说。“日常用品应该在同一时间反复使用。”

 

文章部分参考来源：JapanNews 、金轮时闻