Avec l'amélioration continue de la conscience mondiale de la protection de l'environnement et de la demande de plus en plus urgente de développement durable, les matériaux traditionnels sont confrontés à de nombreux défis et les matériaux de blé écologique sont devenus un matériau bioséliste émergent. This article elaborates on the characteristics, research and development and production status of wheat environmentally friendly materials, deeply analyzes its application prospects in packaging, textiles, construction, agriculture and other fields, and explores the opportunities and challenges faced, looking forward to future development trends, aiming to provide a comprehensive reference for relevant industry practitioners, researchers and policy makers, and help promote the widespread application and industrial upgrading of wheat environmentally Matériaux amicaux.
1. Introduction
À l'ère d'aujourd'hui, les problèmes environnementaux sont devenus l'un des facteurs clés restreignant le développement de la société humaine. Les matériaux traditionnels tels que les plastiques et les fibres chimiques ont causé une série de problèmes graves tels que les pénuries de ressources, la consommation élevée d'énergie et la pollution blanche pendant la production, l'utilisation et le traitement des déchets. Dans ce contexte, il est urgent de trouver des matériaux alternatifs renouvelables, dégradables et respectueux de l'environnement. En tant que culture alimentaire importante largement cultivée dans le monde, les sous-produits du blé dans le processus de transformation, tels que la paille de blé et le son de blé, ont un énorme potentiel de développement matériel. Le blé des matériaux respectueux de l'environnement transformés par des technologies innovantes émergera progressivement et devraient remodeler plusieurs modèles industriels.
2. Présentation deBlé Matériaux respectueux de l'environnement
Sources et ingrédients des matières premières
Le blé des matériaux respectueux de l'environnement est principalement dérivé depaille de bléet Bran. La paille de blé est riche en cellulose, hémicellulose et lignine, et ces polymères naturels fournissent un support structurel de base pour le matériau. La cellulose a les caractéristiques d'une forte résistance et d'une cristallinité élevée, ce qui donne à la ténacité matérielle; L'hémicellulose est relativement facile à dégrader et peut améliorer les performances de traitement; La lignine améliore la rigidité et la résistance à l'eau du matériau. Le son de blé est riche en fibres alimentaires, protéines et une petite quantité de graisse, minéraux, etc., qui peuvent compléter la carence des composants de paille et optimiser les performances des matériaux, telles que l'amélioration de la flexibilité et les propriétés de surface, ce qui le rend plus adapté à la technologie de traitement diversifiée.
Processus de préparation
Actuellement, le processus de préparation des matériaux respectueux de l'environnement du blé couvre les méthodes physiques, chimiques et biologiques. Des méthodes physiques telles que le concassage mécanique et la moulure à pression à chaud, qui écrasent la paille puis la façonnent à haute température et à haute pression, sont simples à utiliser et à faible coût. Ils sont souvent utilisés pour préparer des produits primaires tels que la vaisselle et les plaques jetables; Les méthodes chimiques comprennent les réactions d'estérification et d'éthérification, qui utilisent des réactifs chimiques pour modifier la structure moléculaire des matières premières pour améliorer l'adhésion et la résistance à l'eau des matériaux pour répondre aux exigences plus élevées pour les applications d'emballage et de textile, mais il existe un risque de résidus de réactifs chimiques; Les méthodes biologiques utilisent des micro-organismes ou des enzymes pour dégrader et transformer les matières premières. Le processus est vert et doux, et des matériaux fins à valeur ajoutée à valeur ajoutée peuvent être préparés. Cependant, le long cycle de fermentation et le coût élevé des préparations enzymatiques limitent les applications à grande échelle, et la plupart d'entre elles sont au stade de la recherche et du développement en laboratoire.
3. Avantages du blé des matériaux respectueux de l'environnement
Convivialité environnementale
Du point de vue de l'évaluation du cycle de vie, les matériaux du blé respectueux de l'environnement ont montré leurs avantages. Son processus de croissance des matières premières absorbe le dioxyde de carbone et libère l'oxygène, ce qui aide à atténuer l'effet de serre; Le processus de production a une faible consommation d'énergie, ce qui réduit considérablement la dépendance à l'énergie fossile par rapport à la synthèse plastique à base de pétrole; Le traitement des déchets après une utilisation est simple, et il peut être biodégradé rapidement dans l'environnement naturel, se décomposant généralement dans l'eau inoffensive, le dioxyde de carbone et l'humus dans quelques mois à quelques années, résolvant efficacement les problèmes environnementaux tels que la pollution du sol et le blocage de l'eau causée par la «non-corrosion de cent ans» des plastiques traditionnels.
Renouvellement des ressources
En tant que récolte annuelle, le blé est largement planté et a une énorme production mondiale chaque année, ce qui peut fournir des matières premières suffisantes et stables pour la préparation des matériaux. Contrairement aux ressources non renouvelables telles que le pétrole et le charbon, tant que la production agricole est raisonnablement planifiée, les matières premières de blé sont presque inépuisables, ce qui garantit la chaîne d'approvisionnement à long terme de l'industrie matérielle, réduit les risques industriels causés par l'épuisement des ressources et se conforme au concept d'économie circulaire.
Performance unique
Le blé des matériaux respectueux de l'environnement a une bonne isolation thermique et des propriétés d'isolation saine, qui sont dérivées de sa structure de fibres poreuses interne. Air le remplit pour former une barrière naturelle, qui présente des avantages importants dans le domaine des conseils d'isolation du bâtiment; Dans le même temps, le matériau est léger et a une faible densité relative, ce qui réduit le poids du produit et facilite le transport et l'utilisation. Par exemple, dans le domaine de l'emballage aérospatial, il réduit les coûts tout en garantissant des performances protectrices; De plus, il possède également certaines propriétés antibactériennes. Les ingrédients naturels de la paille de blé et du son de blé ont un effet inhibiteur sur la croissance de certains micro-organismes, prolongeant la durée de conservation du produit et possède de larges perspectives dans les applications d'emballage alimentaire.
4. Champs d'application du blé matériel respectueux de l'environnement
Industrie de l'emballage
Dans le domaine de l'emballage, les matériaux respectueux de l'environnement remplacent progressivement les emballages en plastique traditionnels. En termes de vaisselle jetable, les assiettes, les boîtes à lunch, les pailles, etc. en paille de blé sont similaires en plastique, mais sont non toxiques et insipides, et ne libèrent pas de produits chimiques nocifs lorsqu'ils sont chauffés, en répondant aux besoins de la livraison de nourriture. Certaines grandes entreprises de restauration ont commencé à essayer de les promouvoir; Dans l'emballage express, les matériaux d'amorti, les enveloppes et les cartons en cours sont utilisés pour remplir la doublure, qui a de bonnes performances d'amorti, protège les marchandises et est dégradable en même temps, réduisant l'accumulation de déchets express. Les plates-formes de commerce électronique et les entreprises express l'ont pilotée, et il devrait remodeler le système d'emballage Green Logistics.
Industrie textile
La fibre de cellulose est extraite de la paille de blé et du son de blé, et transformé en un nouveau type de tissu textile grâce à un processus de filage spécial. Ce type de tissu est doux et adapté à la peau, respirant et a une meilleure absorption de l'humidité que le coton pur. Il est sec et confortable à porter et a sa propre couleur et sa texture naturelles. Il a une valeur esthétique unique et a émergé dans les domaines de la mode haut de gamme et de l'ameublement domestique. Certaines marques de mode ont lancé des vêtements de fibre de blé en édition limitée, qui a attiré l'attention du marché et injecté la vitalité dans le développement de la mode durable.
Industrie de la construction
En tant que matériau d'isolation du bâtiment, les panneaux de blé respectueux de l'environnement sont faciles à installer, et l'effet d'isolation est comparable à celui des panneaux traditionnels en polystyrène, mais sans l'inflammabilité de ce dernier et les risques de libération de gaz toxiques, améliorant la sécurité incendie des bâtiments; Dans le même temps, ils sont utilisés pour la décoration intérieure, tels que les panneaux décoratifs muraux et les plafonds, pour créer une atmosphère naturelle et chaude, et peuvent également ajuster l'humidité intérieure, absorber les odeurs et créer un environnement de vie sain. Certains projets de démonstration de construction écologique les ont adoptés en grande quantité, menant la tendance des matériaux de construction verts.
Champ agricole
Dans la production agricole, les pots de semis et le paillis faits de matériaux respectueux de l'environnement jouent un rôle important. Les pots de semis peuvent être naturellement dégradés, et il n'est pas nécessaire de retirer les pots lors de la transplantation de semis, d'éviter les dommages des racines et d'améliorer le taux de survie de la transplantation; Le paillis dégradable couvre les terres agricoles, conserve l'humidité et augmente la température pour favoriser la croissance des cultures, et se décompose après la fin de la saison de croissance, sans affecter la prochaine culture des cultures, en résolvant le problème des résidus de paillis en plastique traditionnels polluant le sol et en entravant les opérations agricoles et en favorisant le développement agricole durable.
V. Défis rencontrés par le développement de matériaux respectueux de l'environnement du blé
Goulot d'étranglement technique
Malgré les progrès de la recherche et du développement, des difficultés techniques existent toujours. Tout d'abord, l'optimisation des performances des matériaux. En termes d'amélioration de la résistance à la force et de l'eau pour répondre aux scénarios d'utilisation complexes, les technologies existantes ne peuvent pas équilibrer les coûts et les performances, ce qui restreint l'expansion des applications haut de gamme. Deuxièmement, le processus de production est instable et la fluctuation des ingrédients des matières premières dans différents lots conduit à la qualité inégale des produits, ce qui rend difficile l'atteinte de production standardisée à grande échelle, affectant la confiance des investissements des entreprises et la promotion du marché.
Facteurs de coût
À l'heure actuelle, le coût des matériaux respectueux de l'environnement est plus élevé que celui des matériaux traditionnels. Dans l'étape de collecte des matières premières, la paille est dispersée, le rayon de collecte est important et le stockage est difficile, ce qui augmente les coûts de transport et d'entreposage; Au stade de production, l'équipement avancé repose sur les importations, les préparations enzymatiques biologiques et les réactifs de modification des produits chimiques sont coûteux, et bien que la consommation d'énergie de production soit relativement faible, elle représente toujours une grande partie du coût; Au début de la promotion du marché, l'effet d'échelle n'a pas été formé et le coût du produit unitaire ne peut pas être réduit. Il est désavantagé de rivaliser avec des matériaux traditionnels à bas prix, ce qui empêche les consommateurs et les entreprises de choisir.
Sensibilisation au marché et acceptation
Les consommateurs sont habitués depuis longtemps aux matériaux et aux produits traditionnels et ont une connaissance limitée des matériaux respectueux de l'environnement du blé. Ils s'inquiètent de leur durabilité et de leur sécurité et ont peu de volonté d'acheter; Du côté de l'entreprise, ils sont limités par des risques coûts et techniques et sont prudents quant à la transformation en nouveaux matériaux. En particulier, les petites et moyennes entreprises n'ont pas de fonds et de talents de R&D, et il est difficile de suivre dans le temps; De plus, la chaîne industrielle en aval n'est pas bien équipée, et il y a un manque d'installations professionnelles de recyclage et de traitement, ce qui affecte le recyclage des déchets, et, à son tour, inhibe l'expansion du marché frontal des matériaux.
Vi. Stratégies de réponse et opportunités de développement
Coopération de la recherche de l'industrie-université pour percer la technologie
Les universités, les institutions de recherche scientifique et les entreprises devraient travailler en étroite collaboration. Les universités devraient donner un jeu complet à leurs avantages dans la recherche fondamentale et explorer de nouveaux mécanismes de modification des matériaux et des voies de biotransformation; Les institutions de recherche scientifique devraient se concentrer sur l'optimisation des processus et effectuer conjointement la production de pilotes avec les entreprises pour surmonter les problèmes de stabilité technique; Les entreprises devraient fournir des fonds et des commentaires sur le marché pour accélérer l'industrialisation des résultats de la recherche scientifique, tels que l'établissement de centres de R&D conjoints, et le gouvernement devrait faire correspondre et fournir un soutien politique pour promouvoir l'itération et la mise à niveau technologiques.
Le soutien à la politique réduit les coûts
Le gouvernement a introduit des politiques de subvention pour fournir des subventions aux transports à la collecte des matières premières afin de réduire les coûts logistiques; Le côté de la production fournit des exonérations fiscales pour les achats d'équipements et la recherche et le développement de nouvelles technologies pour encourager les entreprises à mettre à jour la technologie; Les entreprises en aval qui utilisent des matériaux respectueuses du blé, telles que les entreprises d'emballage et de construction, reçoivent des subventions aux achats verts pour stimuler la demande du marché, et grâce au soutien de toute la chaîne industrielle, aident à réduire les coûts et à réduire l'écart de prix avec les matériaux traditionnels.
Renforcer la publicité et améliorer la sensibilisation
Utiliser les médias, les expositions et les activités scientifiques populaires pour faire connaître les avantages et les cas de candidature de matériaux respectueux de l'environnement par le biais de canaux multiples, afficher la sécurité des produits et la durabilité et éliminer les préoccupations des consommateurs; Fournir des conseils techniques et de transformation pour les entreprises, partager des expériences de cas réussies et stimuler l'enthousiasme des entreprises; Établir des normes de l'industrie et des systèmes d'identification des produits, normaliser le marché, faciliter les consommateurs et les entreprises d'identifier et de faire confiance, de créer une bonne écologie industrielle et de saisir la consommation verte et les opportunités de marché du développement durable.
Vii. Perspectives futures
Avec l'innovation technologique continue, l'amélioration continue des politiques et l'amélioration de la sensibilisation au marché, les matériaux du blé respectueux de l'environnement devraient inaugurer le développement explosif. À l'avenir, des matériaux de blé composite haute performance seront nés, intégrant les avantages de divers matériaux naturels ou synthétiques et s'étendant aux champs de haute technologie tels que les automobiles et l'électronique; Les matériaux de blé perceptibles intelligents apparaîtront, la surveillance en temps réel de l'environnement et la fraîcheur des aliments, l'autonomisation des emballages intelligents et des maisons intelligentes; Les grappes industrielles seront formées et toute la chaîne de la plantation de matières premières, le traitement des matériaux au recyclage des produits se développera de manière coordonnée, réalisant une utilisation efficace des ressources et maximiser les avantages industriels, devenant la force fondamentale de l'industrie mondiale des matériaux verts et jetant une base matérielle solide pour la prospérité durable de la société humaine.
Viii. Conclusion
Le blé des matériaux respectueux de l'environnement, avec leurs avantages environnementaux, de ressources et de performances exceptionnels, a montré de larges perspectives dans de nombreux domaines. Bien qu'ils soient actuellement confrontés à de nombreux défis tels que la technologie, le coût et le marché, ils devraient percer les difficultés grâce aux efforts concertés de toutes les parties. La saisie de l'opportunité de se développer vigoureusement non seulement résoudra la crise environnementale provoquée par les matériaux traditionnels, mais donnera également naissance aux industries vertes émergentes, réalisera une situation gagnant-gagnant de croissance économique et de protection de l'environnement, ouvrira une nouvelle ère dans le domaine des matériaux et créer un meilleur domicile écologique pour les générations futures.