用甘蔗制成的更好的一次性咖啡杯

2020-11-15 12:28:32

S含有大约10%的糖。但这意味着它含有大约90%的非糖--被称为甘蔗渣(如图)的物质,一旦甘蔗被碾碎,含糖的汁液从甘蔗中榨出,这种物质就会保留下来。2017年全球蔗糖产量为1.85亿吨。这会产生大量的甘蔗渣。

目前,这其中的大部分都被烧毁了。通常,它为为磨坊提供动力的当地发电机提供燃料,因此不会被浪费。但波士顿东北大学的机械工程师朱红力(音译)认为,它可以得到更好的利用。正如她和她的同事们在本周的《物质》(Matter This Week)中所描述的那样,在咖啡杯等一次性食品容器中使用的塑料,经过一点调整后,甘蔗渣是一种极好的、可生物降解的塑料替代品。

朱博士并不是第一个有这种想法的人。但之前的尝试往往无法在与液体接触后存活下来。她认为她可以通过在甘蔗果肉中添加另一种可生物降解的材料来克服这一点。她从之前的研究中了解到,过去的努力在潮湿时失败的主要原因是甘蔗渣由短纤维组成,这些短纤维无法重叠到足以赋予成品弹性的程度。因此,她试图加入一种适当的长纤维物质。

竹子似乎符合要求。它生长迅速,容易降解,并且有适当的长纤维。而且成功了。当研究人员将少量竹浆混合到甘蔗渣中时,他们发现结果是短纤维和长纤维强烈交织在一起。令人惊喜的是,他们还发现,在这一过程中使用的热压已经动员了纤维中的一些木质素,这种坚硬的防水材料现在起到了将纤维粘合在一起的粘合剂的作用。

为了测试他们的新材料,朱博士和她的同事们首先将热油倒在上面,发现他们的发明并没有像以前的甘蔗渣产品那样渗透到材料中,相反,油被他们的发明排斥了。他们还发现,当他们用这种材料做了一个杯子,并在里面装满了加热到几乎沸点的水时,杯子保持了两个多小时的完好无损。虽然这没有塑料杯的寿命长(它可以无限期地存活),但对于所有的实际用途来说,它已经足够长了。此外,这种新材料的强度是制造杯子的塑料的两倍,而且绝对是可生物降解的。当朱博士将一个用它制成的杯子埋在地里时,其中一半在两个月内腐烂了,她估计六个月内就会完全消失。

最后,但并非最不重要的一点是,她估计,用这种新材料制作的杯子每吨价格将达到2333美元。这是由聚乳酸(发酵植物淀粉)制成的可生物降解杯子每吨4750美元成本的一半,仅略高于制造塑料杯所需的每吨2177美元。总体而言,朱博士认为,蔗渣是制作咖啡杯、吸管、一次性盘子、轻质餐具等的明显选择。一旦使用,这些垃圾就可以问心无愧地被丢弃在垃圾填埋场。。

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这篇文章刊登在印刷版的科技版上,标题是“你想要甘蔗吗?”