Uz kontinuirano poboljšanje globalne svijesti o zaštiti okoliša i sve hitnijom potražnjom za održivim razvojem, tradicionalni materijali suočavaju se s mnogim izazovima, a pšenični su ekološki prihvatljivi materijali postali u nastajanju materijala koji se temelji na biološkom jeziku. Ovaj članak razrađuje o karakteristikama, istraživanju i razvoju i proizvodnji statusa pšenice ekološki prihvatljive materijale, duboko analizira svoje izglede za primjenu u pakiranju, tekstilu, građevinarstvu, poljoprivredi i drugim poljima, te istražuje mogućnosti i izazove s kojima se suočavaju buduće razvojne trendove, ciljaju na sveobuhvatne reference i politike koji su potaknuti, i politički u industriji, istraživačima, istraživačima, istraživačima, istraživačima, istraživačima, istraživačima, istraživačima i politikama, a politiku su potaknute u industriji, i politikama koji su u rađačima, i političkim urazacima, i politiku, i promoviranih u industriji, i političkim ugrađivačima, i politikama koji se bave u industriji, i politikama koji pomažu u industriji, i političkim urazačima, i političkim urazačima, i politikama u poticaju u industriji i političkim urazačima i politikama politike Materijali.
1. Uvod
U današnjoj eri pitanja zaštite okoliša postala su jedan od ključnih čimbenika koji ograničavaju razvoj ljudskog društva. Tradicionalni materijali poput plastike i kemijskih vlakana uzrokovali su niz ozbiljnih problema kao što su nestašice resursa, visoka potrošnja energije i zagađenje bijelim tijekom obrade proizvodnje, upotrebe i otpada. U pozadini je hitno pronaći obnovljive, razgradive i ekološki prihvatljive alternativne materijale. Kao važan usjev hrane koji se široko uzgaja u svijetu, otkriveno je da pšenični nusproizvodi u procesu prerade, poput pšenične slame i pšenične mekinje, imaju ogroman potencijal materijalnog razvoja. Pšenični ekološki prihvatljivi materijali transformirani inovativnim tehnologijama postupno se pojavljuju i očekuje se da će preoblikovati više industrijskih obrazaca.
2. PregledPšenica ekološki prihvatljiva materijala
Izvori i sastojci sirovina
Pšenica ekološki prihvatljivih materijala uglavnom se potječu odpšenična slamai Bran. Pšenična slama bogata je celulozom, hemicelulozom i ligninom, a ti prirodni polimeri pružaju osnovnu strukturnu potporu materijalu. Celuloza ima karakteristike visoke čvrstoće i visoke kristalnosti, što daje žilavost materijala; Hemicelulozu je relativno lako razgraditi i može poboljšati performanse obrade; Lignin povećava krutost i otpornost na vodu materijala. Pšenični mekinja bogata je prehrambenim vlaknima, proteinima i malom količinom masti, minerala itd., Koji mogu nadopuniti nedostatak komponenti slame i optimizirati materijalne performanse, poput poboljšanja fleksibilnosti i svojstava površine, što ga čini prikladnijim za raznoliku tehnologiju obrade.
Postupak pripreme
Trenutno postupak pripreme materijala za ekološki prihvatljive pšenice pokriva fizičke, kemijske i biološke metode. Fizičke metode kao što su mehaničko drobljenje i vruće prešanje, koje zdrobite slamu, a zatim ga oblikuju pod visokom temperaturom i visokim tlakom, jednostavne su za rad i niske troškove. Često se koriste za pripremu primarnih proizvoda kao što su za jednokratnu upotrebu i ploče; Kemijske metode uključuju reakcije esterifikacije i eterifikacije, koje koriste kemijske reagense za modificiranje molekularne strukture sirovina za poboljšanje adhezijske i vodene otpornosti materijala kako bi se ispunile veće zahtjeve za pakiranje i primjenu tekstila, ali postoji rizik od ostataka kemijskih reagensa; Biološke metode koriste mikroorganizme ili enzime za razgradnju i transformiranje sirovina. Proces je zelena i nježna, a mogu se pripremiti fini materijali s dodanom vrijednošću. Međutim, ciklus duge fermentacije i visoki troškovi pripravka enzima ograničavaju velike primjene, a većina njih je u fazi laboratorijskog istraživanja i razvoja.
3. Prednosti ekološki prihvatljivih materijala pšenice
Ekološka prijateljstva
Iz perspektive procjene životnog ciklusa, ekološki prihvatljivi materijali pšenice pokazali su svoje prednosti. Njegov postupak rasta sirovina apsorbira ugljični dioksid i oslobađa kisik, što pomaže u ublažavanju efekta staklenika; Proces proizvodnje ima malu potrošnju energije, što uvelike smanjuje ovisnost o fosilnoj energiji u usporedbi s plastičnom sintezom na bazi nafte; Tretman otpada nakon uporabe je jednostavno, a u prirodnom okruženju može se biti biorazgraditi, uglavnom se raspadajući u bezopasnoj vodi, ugljičnom dioksidu i humusu u nekoliko mjeseci do nekoliko godina, učinkovito rješavajući ekološke probleme poput zagađenja tla i začepljenja vode uzrokovane „stogodišnjom ne-korozijom“ tradicionalne plastike.
Obnovljivost resursa
Kao godišnji usjev, pšenica se široko sadi i svake godine ima ogromnu globalnu proizvodnju, što kontinuirano i stabilno može osigurati dovoljno sirovina za pripremu materijala. Za razliku od neobnovljivih resursa poput nafte i ugljena, sve dok je poljoprivredna proizvodnja razumno planirana, sirovine pšenice su gotovo neiscrpne, što osigurava dugoročni lanac opskrbe materijalne industrije, smanjuje industrijske rizike uzrokovane iscrpljivanjem resursa, a odgovara konceptu kružne ekonomije.
Jedinstveni izvedba
Pšenica ekološki prihvatljiva materijala imaju dobru svojstva toplinske izolacije i zvučne izolacije, koja su izvedena iz njegove unutarnje strukture poroznih vlakana. Zrak ga ispunjava u obliku prirodne barijere, koja ima značajne prednosti u području izgradnje izolacijskih ploča; Istodobno, materijal je lagan u teksturi i ima nisku relativnu gustoću, što smanjuje težinu proizvoda i olakšava transport i upotrebu. Na primjer, u području zrakoplovne pakiranja smanjuje troškove istovremeno osiguravajući zaštitne performanse; Pored toga, ima i određena antibakterijska svojstva. Prirodni sastojci pšenične slame i pšenične mekinje imaju inhibitorni učinak na rast nekih mikroorganizama, proširujući rok trajanja proizvoda i ima široke izglede u primjeni pakiranja hrane.
4. Polja primjena pšenice ekološki prihvatljive materijale
Industrija pakiranja
Na području pakiranja materijali za ekološki prihvatljivi pšenici postupno zamjenjuju tradicionalno plastično pakiranje. U pogledu jednokratnog posuđa, ploča, kutija za ručak, slamke itd. Izrađene od pšenične slame slične su po plastici, ali su netoksične i ukusne i ne oslobađaju štetne kemikalije kada se zagrijavaju, zadovoljavajući potrebe isporuke hrane. Neke velike ugostiteljske tvrtke počele su ih pokušavati i promovirati; U Express pakiranju, jastuci, omotnice i kartone izrađene od njega koriste se za popunjavanje obloga, koja ima dobre performanse jastuka, štiti robu i istovremeno je razgradiva, smanjujući nakupljanje ekspresnog smeća. Platforme za e-trgovinu i Express Company to su ga pilotirale, a očekuje se da će preoblikovati sustav zelene logističke pakiranja.
Tekstilna industrija
Celulozno vlakno se ekstrahira iz pšenične slame i pšenične mekinje, a obrađuje se u novu vrstu tekstilne tkanine kroz poseban postupak vrtenja. Ova vrsta tkanine je mekana i kožna, prozračna i ima bolju apsorpciju vlage od čistog pamuka. Suha je i ugodna za nošenje, a ima svoju prirodnu boju i teksturu. Ima jedinstvenu estetsku vrijednost i pojavila se na područjima vrhunskog modnog i kućnog namještaja. Neki su modni brendovi pokrenuli odjeću s ograničenim izdanjem pšeničnih vlakana, koja je privukla pozornost na tržištu i ubrizgala vitalnost u razvoj održive mode.
Građevinska industrija
Kao građevinski izolacijski materijal, pšenična je ekološki prihvatljiva ploča lako ugraditi, a efekt izolacije je usporediv s onim tradicionalnih polistirenskih ploča, ali bez opasnosti od zapaljivosti i otrovnih plinova potonjeg, poboljšavajući vatrogasnu sigurnost zgrada; Istodobno se koriste za uređenje unutrašnjosti, poput zidnih ukrasnih ploča i stropova, kako bi se stvorila prirodna i topla atmosfera, a mogu prilagoditi i unutarnju vlagu, apsorbirati mirise i stvoriti zdravo životno okruženje. Neki demonstracijski projekti ekološke zgrade usvojili su ih u velikim količinama, vodeći trend zelenih građevinskih materijala.
Poljoprivredno polje
U poljoprivrednoj proizvodnji, lonci za sadnice i mulch izrađeni od ekološki prihvatljivih materijala pšenice igraju važnu ulogu. Loci za sadnice mogu se prirodno degradirati i nema potrebe uklanjati posude prilikom presađivanja sadnica, izbjegavanja oštećenja korijena i poboljšanja brzine preživljavanja presađivanja; Degradirajući mulch pokriva poljoprivredno zemljište, zadržava vlagu i povećava temperaturu za promicanje rasta usjeva i raspada se nakon završetka vegetacijske sezone, bez utjecaja na sljedeće uzgoj usjeva, rješavajući problem tradicionalnih plastičnih ostataka mulcha koji onečišćuju tlo i ometaju poljoprivredne operacije i promiču održivi poljoprivredni razvoj.
V. Izazovi s kojima se suočava razvoj pšenice ekološki prihvatljivih materijala
Tehnička uska grla
Unatoč napretku u istraživanju i razvoju, tehničke poteškoće i dalje postoje. Prvo, optimizacija učinka materijala. U smislu poboljšanja čvrstoće i otpornosti na vodu kako bi se ispunili složeni scenariji upotrebe, postojeće tehnologije ne mogu uravnotežiti troškove i performanse, što ograničava širenje vrhunskih aplikacija. Drugo, proces proizvodnje je nestabilan, a fluktuacija sastojaka sirovina u različitim serijama dovodi do neravnomjerne kvalitete proizvoda, što otežava postizanje standardizirane velike proizvodnje, što utječe na povjerenje u korporativna ulaganja i promociju tržišta.
Čimbenici troškova
Trenutno su troškovi materijala koji su ekološki prihvatljivi za pšenicu veći od onih u tradicionalnim materijalima. U fazi prikupljanja sirovina slama je raspršena, polumjer prikupljanja je velik, a skladištenje je teško, što povećava troškove prijevoza i skladištenja; U fazi proizvodnje, napredna oprema oslanja se na uvoz, biološki pripravci enzima i reagensi za kemijske modifikacije su skupi, i iako je potrošnja energije proizvodnje relativno niska, i dalje predstavlja veliki dio troškova; U ranoj fazi promocije tržišta nije formiran učinak razmjera, a trošak proizvoda jedinice se ne može smanjiti. To je u nepovoljnom položaju u konkurenciji s tradicionalnim materijalima s niskim cijenama, koji ometaju potrošače i poduzeća u odabiru.
Tržišna svijest i prihvaćanje
Potrošači su dugo bili navikli na tradicionalne materijale i proizvode i imaju ograničeno znanje o ekološki prihvatljivim materijalima pšenice. Zabrinuti su zbog svoje izdržljivosti i sigurnosti i imaju malo spremnosti za kupnju; Na strani poduzeća ograničeni su troškovima i tehničkim rizicima i oprezni su u vezi s transformacijom u nove materijale. Konkretno, mala i srednja poduzeća nedostaju sredstva za istraživanje i razvoj i talente, a teško je pratiti na vrijeme; Pored toga, industrijski lanac nizvodno nije dobro opremljen, a nedostaje profesionalnih postrojenja za recikliranje i pročišćavanje, što utječe na recikliranje otpadnih proizvoda, a zauzvrat inhibira širenje prednjeg tržišta materijala.
Vi. Strategije odgovora i mogućnosti razvoja
Suradnja za razbijanje industrije i sveučilišta za probijanje tehnologije
Sveučilišta, znanstvena istraživačka institucija i poduzeća trebala bi usko surađivati. Sveučilišta bi trebala dati potpunu igru ​​svojim prednostima u osnovnim istraživanjima i istražiti nove mehanizme modifikacije materijala i putove biotransformacije; Znanstvene istraživačke institucije trebale bi se usredotočiti na optimizaciju procesa i zajednički provesti pilot proizvodnju s poduzećima radi prevladavanja pitanja tehničke stabilnosti; Poduzeća bi trebala osigurati sredstva i povratne informacije o tržištu za ubrzanje industrijalizacije rezultata znanstvenih istraživanja, poput uspostavljanja zajedničkih centara za istraživanje i razvoj, a vlada bi trebala uskladiti i pružiti podršku politike za promicanje tehnološke iteracije i nadogradnje.
Podrška politike smanjuje troškove
Vlada je uvela politike subvencija za pružanje subvencija za prijevoz za prikupljanje sirovina radi smanjenja logističkih troškova; Na strani proizvodnje osigurava oslobađanje od poreza za kupnju opreme i nova tehnološka istraživanja i razvoj kako bi se potaknula poduzeća na ažuriranje tehnologije; Poduzeća koja koriste pšeničnu ekološki prihvatljive materijale, poput kompanija za pakiranje i građevine, dobivaju subvencije za zelenu nabavu kako bi potaknule potražnju na tržištu, a kroz podršku cijelog industrijskog lanca pomažu u smanjenju troškova i suzivanju jaza cijene tradicionalnim materijalima.
Ojačati publicitet i poboljšati svijest
Koristite medije, izložbe i popularne znanstvene aktivnosti za objavljivanje prednosti i primjene slučajeva pšeničnih ekološki prihvatljivih materijala putem više kanala, prikaz certifikata o sigurnosti proizvoda i izdržljivosti i uklanjanja problema s potrošačima; Omogućite tehničku obuku i smjernice za transformaciju za poduzeća, dijelite uspješna iskustva u slučajevima i potaknite korporativni entuzijazam; Uspostaviti industrijske standarde i sustave identifikacije proizvoda, standardizirati tržište, olakšati potrošačima i poduzećima da identificiraju i vjeruju, stvaraju dobru industrijsku ekologiju i iskoriste zelenu potrošnju i održivi razvojne mogućnosti.
Vii. Budući izgledi
Uz kontinuiranu tehnološku inovaciju, kontinuirano poboljšanje politika i poboljšanu tržišnu svijest, očekuje se da će pšenična ekološki prihvatljivi materijali pokrenuti eksplozivni razvoj. Ubuduće će se roditi visoke performanse kompozitni materijali od pšenice, integrirajući prednosti različitih prirodnih ili sintetičkih materijala i širiti se na visokotehnološka polja poput automobila i elektronike; Pojavit će se inteligentni vidljivi materijali pšenice, praćenje okoliša i svježine hrane u stvarnom vremenu, osnaživanje pametnog pakiranja i pametnih domova; Nastavit će se industrijski klasteri, a cijeli lanac sa sadnjama sirovina, obrada materijala do recikliranja proizvoda razvijat će se na koordinirani način, ostvarujući učinkovito iskorištavanje resursa i maksimizirajući industrijske koristi, postajući temeljna sila globalne industrije zelenih materijala i postavljajući solidne materijalne temelje za održivi prostiranje ljudskog društva.
Viii. Zaključak
Wheat ekološki prihvatljivi materijali, s njihovim izvanrednim prednostima okoliša, resursa i performansi, pokazali su široke izglede u mnogim poljima. Iako se trenutno suočavaju s mnogim izazovima poput tehnologije, troškova i tržišta, očekuje se da će probiti poteškoće kroz usklađene napore svih stranaka. Iskorištavanje mogućnosti za energično razvijanje ne samo da će riješiti ekološku krizu koju je dovela tradicionalni materijali, već će i rađati u nastajanju zelene industrije, postići dobitak u dobivanju gospodarskog rasta i zaštite okoliša, otvoriti novu eru u području materijala i stvoriti bolji ekološki dom za buduće generacije.