環境保護に対するグローバルな認識の継続的な改善と持続可能な開発に対する緊急の需要がますます増えているため、従来の材料は多くの課題に直面しており、小麦環境に優しい材料が新興のバイオベースの材料として浮上しています。この記事では、小麦環境に優しい材料の特性、研究開発、生産状況について詳しく説明し、包装、テキスタイル、建設、農業、その他の分野のアプリケーションの見通しを深く分析し、直面する機会と課題を探り、関連する環境の環境を提供する包括的なリファレンスを提供することを目的としています。材料。
1。はじめに
今日の時代に、環境問題は人間社会の発展を制限する重要な要因の1つになりました。プラスチックや化学繊維などの従来の材料は、生産、使用、廃棄物処理中の資源不足、高エネルギー消費、白い汚染など、一連の深刻な問題を引き起こしています。この背景に対して、再生可能、分解性、環境に優しい代替材料を見つけることは緊急です。世界で広く栽培されている重要な食用作物として、小麦のわらや小麦ブランなどの処理プロセスにおける小麦の副産物は、巨大な物質開発の可能性があることがわかっています。革新的な技術によって変換された小麦環境に優しい材料は徐々に出現しており、複数の産業パターンを再構築することが期待されています。
2。の概要小麦環境に優しい素材
原材料の供給源と成分
小麦環境に優しい材料は、主に派生しています小麦のわらとブラン。小麦のわらはセルロース、ヘミセルロース、リグニンが豊富で、これらの天然ポリマーは材料の基本的な構造的サポートを提供します。セルロースには、高強度と高い結晶性の特性があり、材料の靭性が得られます。ヘミセルロースは比較的劣化しやすく、処理パフォーマンスを改善できます。リグニンは、材料の剛性と耐水性を高めます。小麦ブランには、食物繊維、タンパク質、少量の脂肪、ミネラルなどが豊富で、ストロー成分の欠乏を補い、柔軟性や表面特性の向上など、材料性能を最適化し、多様な加工技術に適しています。
準備プロセス
現在、小麦環境に優しい材料の準備プロセスは、物理的、化学的、生物学的方法をカバーしています。機械的粉砕や熱いプレスモールディングなどの物理的な方法は、ストローを押しつぶしてから高温と高圧で形作るもので、簡単に動作し、コストが低くなります。それらは、使い捨ての食器やプレートなどの主要な製品を準備するためによく使用されます。化学的方法には、化学物質試薬を使用して原材料の分子構造を修正して、包装および繊維用途のより高い要件を満たすために材料の接着と耐水性を改善するエステル化とエーテル化反応が含まれますが、化学試薬残留のリスクがあります。生物学的方法は、微生物または酵素を使用して、原材料を分解して変換します。このプロセスは緑で穏やかで、高付加価値の高い細かい材料を準備できます。ただし、長い発酵サイクルと酵素製剤の高コストにより、大規模なアプリケーションが制限されており、それらのほとんどは実験室の研究開発段階にあります。
3.小麦の環境に優しい材料の利点
環境への親しみやすさ
ライフサイクル評価の観点から、小麦環境に優しい材料はその利点を示しています。その原料成長プロセスは二酸化炭素を吸収し、酸素を放出します。これは、温室効果を緩和するのに役立ちます。生産プロセスのエネルギー消費量は低く、石油ベースのプラスチック合成と比較して化石エネルギーへの依存を大幅に減らします。使用後の廃棄物処理は単純であり、自然環境で迅速に生成される可能性があり、一般に数か月から数年にわたって無害な水、二酸化炭素、腐植に分解し、伝統的なプラスチックの「100年の非腐食」によって引き起こされる土壌汚染や水閉塞などの環境問題を効果的に解決します。
リソースの再生可能性
毎年恒例の作物として、小麦は広く植えられており、毎年巨大な世界的な生産量を備えており、材料の調製のために十分な原材料を継続的かつ安定して提供できます。農業生産が合理的に計画されている限り、石油や石炭などの再生不可能な資源とは異なり、小麦の原材料はほとんど無尽蔵であり、材料産業の長期的なサプライチェーンを保証し、資源の枯渇によって引き起こされる産業リスクを減らし、循環経済の概念に適合します。
ユニークなパフォーマンス
小麦は、環境に優しい材料が優れた熱断熱と音の断熱特性を備えており、その内部多孔質繊維構造に由来しています。空気はそれを埋めて自然の障壁を形成します。これは、建物の断熱材の分野で大きな利点があります。同時に、材料はテクスチャが軽く、相対密度が低いため、製品の重量が減少し、輸送と使用が促進されます。たとえば、航空宇宙包装の分野では、保護パフォーマンスを確保しながらコストを削減します。さらに、特定の抗菌特性もあります。小麦のわらと小麦ブランの天然成分は、いくつかの微生物の成長に抑制効果があり、製品の貯蔵寿命を延長し、食品包装アプリケーションの幅広い見通しを持っています。
4。小麦環境に優しい材料のアプリケーションフィールド
包装業界
パッケージングの分野では、小麦環境に優しい材料が徐々に従来のプラスチックパッケージに置き換えられています。使い捨ての食器、プレート、ランチボックス、ストローなどの点では、小麦のわらで作られているのはプラスチックに似ていますが、無毒で味がなく、加熱すると有害な化学物質が放出されないため、食品配達のニーズを満たしています。一部の大手チェーンケータリング会社は、それらを宣伝し始めています。エクスプレスパッケージでは、クッション材料、封筒、およびそれで作られたカートンは、優れたクッション性のあるパフォーマンスを備えた裏地を満たすために使用され、商品を保護し、同時に分解性であり、高速ゴミの蓄積を減らします。 eコマースプラットフォームとエクスプレス企業がパイロットしており、グリーンロジスティクスパッケージングシステムを再構築することが期待されています。
テキスタイル産業
セルロース繊維は、小麦のわらと小麦branから抽出され、特別な紡績プロセスを通じて新しいタイプのテキスタイル生地に加工されます。このタイプの生地は、柔らかくて肌にやさしく、通気性があり、純粋な綿よりも水分吸収が優れています。乾燥していて快適で、独自の自然な色と食感があります。それはユニークな美的価値を持ち、ハイエンドのファッションと家の家具の分野に現れています。一部のファッションブランドは、限定版の小麦繊維衣類を発売しました。これは、市場の注目を集め、バイタリティを持続可能なファッションの発展に注入しました。
建設業界
建物の断熱材として、小麦環境に優しいパネルは設置が簡単で、断熱効果は従来のポリスチレンパネルの効果に匹敵しますが、後者の可燃性や毒性ガス放出の危険がないため、建物の火災の安全性が向上します。同時に、壁の装飾パネルや天井などの室内装飾に使用され、自然で暖かい雰囲気を作り出し、屋内湿度を調整し、臭いを吸収し、健康的な生活環境を作り出すことができます。一部の生態学的な建物のデモンストレーションプロジェクトは、それらを大量に採用しており、緑の建築材料の傾向をリードしています。
農業分野
農業生産では、小麦環境に優しい材料で作られた苗木とマルチが重要な役割を果たします。苗の鍋は自然に分解される可能性があり、苗木を移植し、根の損傷を避け、移植の生存率を改善するときに鍋を除去する必要はありません。分解性マルチは、農地を覆い、水分を維持し、温度を上げて作物の成長を促進し、成長期の終了後に分解し、次の作物栽培に影響を与え、土壌を汚染し、農業作業を妨害し、持続可能な農業開発を促進するという問題を解決します。
V.小麦環境に優しい素材の開発が直面する課題
技術的なボトルネック
研究開発の進歩にもかかわらず、技術的な困難は依然として存在します。まず、材料のパフォーマンスの最適化。複雑な使用シナリオを満たすために強度と耐水性を改善するという点では、既存のテクノロジーはコストとパフォーマンスのバランスを取ることができず、ハイエンドアプリケーションの拡大を制限します。第二に、生産プロセスは不安定であり、さまざまなバッチでの原材料成分の変動は不均一な製品品質につながり、標準化された大規模生産を達成することを困難にし、企業投資の信頼と市場昇進に影響を与えます。
コスト要因
現在、小麦の環境に優しい材料のコストは、従来の材料のコストよりも高くなっています。原材料収集段階では、わらが散らばっており、収集半径は大きく、貯蔵は困難であり、輸送と倉庫コストを増加させます。生産段階では、高度な機器は輸入、生物学的酵素製剤、化学的修飾に依存しています。試薬は高価であり、生産エネルギー消費量は比較的低いですが、それでもコストの大部分を占めています。市場昇進の初期段階では、スケール効果は形成されておらず、ユニットの製品コストを削減することはできません。低価格の伝統的な素材と競合するのは不利な点であり、消費者や企業が選択を妨げています。
市場の認識と受け入れ
消費者は長い間、伝統的な材料や製品に慣れており、小麦環境に優しい材料に関する知識が限られています。彼らは耐久性と安全性を心配しており、購入する意欲はほとんどありません。エンタープライズ側では、コストと技術的なリスクによって制限されており、新しい材料への変革について慎重です。特に、中小企業はR＆Dの資金と才能を欠いており、時間内にフォローアップすることは困難です。さらに、下流の産業チェーンは装備が整っておらず、廃棄物のリサイクルに影響を与え、材料のフロントエンド市場の拡大を阻害する専門的なリサイクルおよび処理施設が不足しています。
vi。対応戦略と開発の機会
テクノロジーを突破するための業界と大学の研究協力
大学、科学研究機関、および企業は緊密に連携する必要があります。大学は、基礎研究における彼らの利点に完全な遊びを行い、新しい材料修正メカニズムと生体内変換経路を探求する必要があります。科学研究機関は、プロセスの最適化に焦点を当て、技術的な安定性の問題を克服するために企業とパイロット生産を共同で実施する必要があります。企業は、共同研究開発センターの設立など、科学研究結果の工業化を加速するために資金と市場フィードバックを提供する必要があります。政府は、技術的な反復とアップグレードを促進するための政策支援を扱い、政策支援を提供する必要があります。
ポリシーサポートはコストを削減します
政府は、物流コストを削減するために、原材料収集の輸送補助金を提供するための補助金政策を導入しました。生産側は、企業がテクノロジーを更新することを奨励するために、機器の購入と新技術の研究開発に対する免税を提供します。包装や建設会社などの小麦環境に優しい材料を使用する下流の企業には、市場の需要を刺激するためにグリーン調達補助金が与えられ、産業チェーン全体のサポートを通じて、コストを削減し、従来の材料で価格ギャップを縮小します。
宣伝を強化し、意識を高めます
メディア、展示会、人気のある科学活動を使用して、複数のチャネルを通じて小麦環境に優しい素材の利点とアプリケーションケースを公表し、製品の安全性と耐久性の認証を表示し、消費者の懸念を排除します。企業に技術トレーニングと変革ガイダンスを提供し、成功したケースエクスペリエンスを共有し、企業の熱意を刺激します。業界の基準と製品識別システムを確立し、市場を標準化し、消費者と企業が容易に特定し、信頼し、優れた産業生態学を作成し、グリーン消費と持続可能な開発市場の機会をつかむことができます。
vii。将来の見通し
継続的な技術革新、政策の継続的な改善、市場認識の向上により、小麦の環境に優しい材料は爆発的な開発を導くことが期待されています。将来的には、高性能の複合小麦材料が生まれ、さまざまな天然材料または合成材料の利点を統合し、自動車や電子機器などのハイテク畑に拡大します。インテリジェントな知覚可能な小麦材料が表示され、環境と食品の新鮮さのリアルタイム監視、スマートパッケージとスマートホームに力を与えます。産業クラスターが形成され、原材料の植え付けから材料処理までのチェーン全体が調整された方法で発展し、効率的な資源の利用を実現し、産業上の利点を最大化し、世界のグリーン材料産業の中心的な力になり、人間社会の持続可能な繁栄のための強固な材料基盤を築きます。
viii。結論
環境に優しい環境に優しい材料は、環境、資源、パフォーマンスの優れた利点があり、多くの分野で幅広い見通しを示しています。彼らは現在、テクノロジー、コスト、市場などの多くの課題に直面していますが、すべての関係者の協調的な努力を通じて困難を突破することが期待されています。活発に発展する機会をつかむことは、伝統的な材料によってもたらされる環境危機を解決するだけでなく、新興のグリーン産業を産み、経済成長と環境保護の双方にとって有利な状況を達成し、材料の分野で新しい時代を開き、将来の世代に向けてより良い生態学的な家を作ります。