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塑料可能需要 50 到 200 年才能分解，具體取決于塑料的原料。 幾十年來，石油基塑料在包裝中的使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的污染，從而推動(dòng)了開發(fā)更環(huán)保和可持續(xù)的包裝材料。

生物衍生聚合物提供了一種“綠色化”一次性包裝的方法。 其中一種細(xì)菌纖維素（BC）引起了研究人員的特別興趣。 BC是由細(xì)菌合成的超細(xì)纖維素納米纖維網(wǎng)絡(luò)，具有比植物纖維素更高的保水能力、更高的拉伸強(qiáng)度、質(zhì)地明顯柔軟、纖維含量高等性能。

現(xiàn)在，香港中文大學(xué)的研究人員利用BC創(chuàng)造了一種新型復(fù)合一次性包裝材料，該材料不僅環(huán)保，而且還可以食用。

該研究的通訊作者To Ngai表示：“人們對(duì)BC進(jìn)行了廣泛的研究，包括其在智能包裝、智能薄膜以及通過混合、涂層和其他技術(shù)創(chuàng)建的功能化材料中的應(yīng)用。” “這些研究證明了BC作為一次性塑料包裝材料替代品的潛力，使其成為我們研究的合理起點(diǎn)。”

作為該材料的基礎(chǔ)，研究人員使用了 Komagataeibacter xylinus 細(xì)菌分泌的纖維素，該細(xì)菌是一種知名的可持續(xù)、無毒 BC 生產(chǎn)者。 與植物纖維素不同，纖維素是通過發(fā)酵過程生產(chǎn)的，這意味著不需要砍伐樹木或農(nóng)作物，也不會(huì)破壞棲息地。 順便說一句，Komagataeibacter細(xì)菌經(jīng)常被發(fā)酵來制作傳統(tǒng)的茶飲料康普茶（紅茶菌）。

然后，研究人員將從大豆中分離出的大豆蛋白嵌入到纖維素結(jié)構(gòu)中，并用海藻酸鈣制成的耐油復(fù)合材料對(duì)其進(jìn)行涂覆，總而言之，這是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過程。“它不需要化學(xué)反應(yīng)等特定的反應(yīng)條件，而是需要簡(jiǎn)單實(shí)用的混合和涂覆方法，”Ngai 說。

經(jīng)過測(cè)試，他們發(fā)現(xiàn)這種新型材料透明、耐油、對(duì)人體細(xì)胞無毒，并在一到兩個(gè)月內(nèi)完全生物降解。 他們發(fā)現(xiàn)，與低密度聚乙烯塑料相比，該材料作為一次性袋子來存放零食、糖果、街頭食品、面包或類似食品的性能相當(dāng)。 用這種材料制成的吸管的強(qiáng)度足以刺穿市售珍珠奶茶的塑料膜，并且在水中浸泡 24 小時(shí)后仍能保持其完整性。

Ngai 表示：“這種方法為應(yīng)對(duì)開發(fā)可持續(xù)和環(huán)保包裝的挑戰(zhàn)提供了一個(gè)有前景的解決方案，可以大規(guī)模替代一次性塑料。”最重要的是，該材料的成分意味著人類和動(dòng)物可以安全食用。海龜和其他海洋動(dòng)物可以安全食用，不會(huì)對(duì)海洋造成水生毒性。

研究人員計(jì)劃繼續(xù)研究他們的新型包裝材料，增強(qiáng)其多功能性并解決使用BC的缺點(diǎn)之一，即其熱塑性或在高溫下成型并在冷卻時(shí)固化的能力。

“細(xì)菌纖維素的主要挑戰(zhàn)之一是它們不是熱塑性的，這限制了它們?cè)谀承?yīng)用中的使用潛力，”Ngai 說。 “通過解決這個(gè)問題，我們希望使細(xì)菌纖維素薄膜比傳統(tǒng)塑料更具競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)保持其生態(tài)友好性。 這項(xiàng)研究提醒我們，天然原材料已經(jīng)具備必要的特性，可以超越塑料包裝的功能。”

該研究發(fā)表在《化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)》雜志上。