З пастаянным паляпшэннем глабальнай дасведчанасці аб ахове навакольнага асяроддзя і ўсё больш актуальным попытам на ўстойлівае развіццё, традыцыйныя матэрыялы сутыкаюцца з многімі праблемамі, і экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы з'явіліся як новы біялагічны матэрыял. У гэтым артыкуле падрабязна разглядаюцца характарыстыкі, даследаванні, распрацоўкі і стан вытворчасці экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы, падрабязна аналізуюцца перспектывы іх прымянення ў пакоўцы, тэкстыльнай прамысловасці, будаўніцтве, сельскай гаспадарцы і іншых галінах, а таксама даследуюцца магчымасці і праблемы, якія ўзнікаюць, з аптымізмам чакаюць будучых тэндэнцый развіцця, імкнучыся даць усебаковую даведку для адпаведных спецыялістаў галіны, даследчыкаў і палітыкаў, а таксама дапамагчы ў прасоўванні шырокага прымянення і прамысловай мадэрнізацыі экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы.
1. Уводзіны
У сучасную эпоху экалагічныя праблемы сталі адным з ключавых фактараў, якія абмяжоўваюць развіццё чалавечага грамадства. Традыцыйныя матэрыялы, такія як пластмасы і хімічныя валокны, выклікалі шэраг сур'ёзных праблем, такіх як дэфіцыт рэсурсаў, высокае спажыванне энергіі і забруджванне навакольнага асяроддзя падчас вытворчасці, выкарыстання і ачысткі адходаў. У сувязі з гэтым тэрмінова неабходна знайсці аднаўляльныя, раскладальныя і экалагічна чыстыя альтэрнатыўныя матэрыялы. Пшаніца, як важная харчовая культура, шырока вырошчваемая ў свеце, мае велізарны патэнцыял для развіцця матэрыялаў, бо пабочныя прадукты яе перапрацоўкі, такія як пшанічная салома і пшанічныя вотруб'е. Паступова з'яўляюцца экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы, пераўтвораныя з дапамогай інавацыйных тэхналогій, і чакаецца, што яны зменяць многія прамысловыя структуры.
2. Аглядпшанічныя экалагічна чыстыя матэрыялы
Крыніцы і інгрэдыенты сыравіны
Экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы ў асноўным атрымліваюць зпшанічная саломаі вотруб'е. Пшанічная салома багатая цэлюлозай, геміцэлюлозай і лігнінам, і гэтыя натуральныя палімеры забяспечваюць асноўную структурную падтрымку матэрыялу. Цэлюлоза валодае высокай трываласцю і высокай крышталічнасцю, што надае матэрыялу трываласць; геміцэлюлоза адносна лёгка раскладаецца і можа палепшыць прадукцыйнасць апрацоўкі; лігнін павышае калянасць і воданепранікальнасць матэрыялу. Пшанічныя вотруб'е багатыя харчовымі валокнамі, бялком і невялікай колькасцю тлушчу, мінералаў і г.д., што можа кампенсаваць дэфіцыт кампанентаў саломы і аптымізаваць характарыстыкі матэрыялу, такія як паляпшэнне гнуткасці і паверхневых уласцівасцей, што робіць яго больш прыдатным для дыверсіфікаванай тэхналогіі апрацоўкі.
Працэс падрыхтоўкі
У цяперашні час працэс падрыхтоўкі экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы ахоплівае фізічныя, хімічныя і біялагічныя метады. Фізічныя метады, такія як механічнае драбненне і гарачае прэсаванне, якія здрабняюць салому, а затым фармуюць яе пад высокай тэмпературай і высокім ціскам, простыя ў эксплуатацыі і недарагія. Яны часта выкарыстоўваюцца для падрыхтоўкі першасных прадуктаў, такіх як аднаразовы посуд і талеркі; хімічныя метады ўключаюць рэакцыі этэрыфікацыі і этэрыфікацыі, у якіх выкарыстоўваюцца хімічныя рэагенты для мадыфікацыі малекулярнай структуры сыравіны з мэтай паляпшэння адгезіі і воданепранікальнасці матэрыялаў для задавальнення больш высокіх патрабаванняў да ўпакоўкі і тэкстыльнай прамысловасці, але існуе рызыка рэшткаў хімічных рэагентаў; біялагічныя метады выкарыстоўваюць мікраарганізмы або ферменты для раскладання і пераўтварэння сыравіны. Працэс з'яўляецца экалагічна чыстым і мяккім, і дазваляе атрымліваць дробныя матэрыялы з высокай дабаўленай вартасцю. Аднак працяглы цыкл ферментацыі і высокі кошт ферментных прэпаратаў абмяжоўваюць маштабнае прымяненне, і большасць з іх знаходзяцца на стадыі лабараторных даследаванняў і распрацовак.
3. Перавагі экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы
Экалагічнасць
З пункту гледжання ацэнкі жыццёвага цыклу, экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы паказалі свае перавагі. Працэс вырошчвання сыравіны паглынае вуглякіслы газ і вылучае кісларод, што дапамагае паменшыць парніковы эфект; працэс вытворчасці мае нізкае спажыванне энергіі, што значна зніжае залежнасць ад выкапнёвага паліва ў параўнанні з сінтэзам пластыка на аснове нафты; апрацоўка адходаў пасля выкарыстання простая, і яны могуць хутка біяраскладацца ў прыродным асяроддзі, звычайна раскладаючыся на бясшкодную ваду, вуглякіслы газ і перагной за некалькі месяцаў да некалькіх гадоў, эфектыўна вырашаючы экалагічныя праблемы, такія як забруджванне глебы і закаркаванне вадой, выкліканыя «стагадовай неіржавеючай» традыцыйнай пластмасай.
Аднаўляльнасць рэсурсаў
Як аднагадовая культура, пшаніца шырока вырошчваецца і штогод мае велізарны сусветны ўраджай, што дазваляе бесперапынна і стабільна забяспечваць дастатковую колькасць сыравіны для падрыхтоўкі матэрыялаў. У адрозненне ад неаднаўляльных рэсурсаў, такіх як нафта і вугаль, пры разумным планаванні сельскагаспадарчай вытворчасці сыравіна пшаніцы практычна невычэрпная, што забяспечвае доўгатэрміновы ланцужок паставак матэрыяльнай прамысловасці, зніжае прамысловыя рызыкі, выкліканыя знясіленнем рэсурсаў, і адпавядае канцэпцыі цыркулярнай эканомікі.
Унікальная прадукцыйнасць
Экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы валодаюць добрымі цеплаізаляцыйнымі і гукаізаляцыйнымі ўласцівасцямі, якія абумоўлены іх унутранай сітаватай валакністай структурай. Паветра запаўняе іх, утвараючы натуральны бар'ер, што мае значныя перавагі ў галіне будаўнічых цеплаізаляцыйных пліт; у той жа час матэрыял мае лёгкую тэкстуру і нізкую адносную шчыльнасць, што зніжае вагу прадукту і палягчае транспарціроўку і выкарыстанне. Напрыклад, у галіне ўпакоўкі для аэракасмічнай прамысловасці ён зніжае выдаткі, забяспечваючы пры гэтым ахоўныя характарыстыкі; акрамя таго, ён таксама валодае пэўнымі антыбактэрыйнымі ўласцівасцямі. Натуральныя інгрэдыенты ў пшанічнай саломе і пшанічных вотруб'ях аказваюць інгібіруючае ўздзеянне на рост некаторых мікраарганізмаў, падаўжаючы тэрмін прыдатнасці прадукту, і мае шырокія перспектывы ў прымяненні ў харчовай упакоўцы.
4. Галіны прымянення экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы
Упаковачная прамысловасць
У галіне ўпакоўкі экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы паступова выцясняюць традыцыйную пластыкавую ўпакоўку. Што тычыцца аднаразовага посуду, талерак, ланч-боксаў, саломінак і г.д., вырабленыя з пшанічнай саломы, яны падобныя па вонкавым выглядзе на пластык, але нетаксічныя і безгустоўныя, а таксама не вылучаюць шкодных хімічных рэчываў пры награванні, што задавальняе патрэбы дастаўкі ежы. Некаторыя буйныя сеткавыя кампаніі грамадскага харчавання пачалі спрабаваць прасоўваць іх; у экспрэс-ўпакоўцы для напаўнення падкладкі выкарыстоўваюцца амартызуючыя матэрыялы, канверты і кардонныя скрынкі, зробленыя з іх, якія маюць добрыя амартызуючыя ўласцівасці, абараняюць тавары і адначасова біяраскладальныя, што памяншае назапашванне экспрэс-адходаў. Платформы электроннай камерцыі і экспрэс-кампаніі апрабавалі гэты праект, і чакаецца, што ён зменіць сістэму экалагічна чыстай лагістычнай упакоўкі.
Тэкстыльная прамысловасць
Цэлюлознае валакно здабываецца з пшанічнай саломы і пшанічных вотруб'я і перапрацоўваецца ў новы тып тэкстыльнай тканіны з дапамогай спецыяльнага працэсу прадзення. Гэты тып тканіны мяккі і прыемны для скуры, дыхае і лепш паглынае вільгаць, чым чыстая бавоўна. Ён сухі і зручны ў нашэнні, мае свой натуральны колер і тэкстуру. Ён мае ўнікальную эстэтычную каштоўнасць і з'явіўся ў сферы элітнай моды і хатняга інтэр'еру. Некаторыя модныя брэнды выпусцілі абмежаваную серыю адзення з пшанічнага валакна, што прыцягнула ўвагу рынку і ўнесла жыццёвую сілу ў развіццё ўстойлівай моды.
Будаўнічая галіна
Экалагічна чыстыя панэлі з пшаніцы, якія выкарыстоўваюцца ў якасці цеплаізаляцыйнага матэрыялу для будынкаў, лёгка мантаваць, а іх цеплаізаляцыйны эфект параўнальны з эфектам традыцыйных пенаполістырольных панэляў, але без небяспекі ўзгарання і выдзялення таксічных газаў, што паляпшае пажарную бяспеку будынкаў. Адначасова яны выкарыстоўваюцца для ўнутранага аздаблення, напрыклад, для дэкаратыўных панэляў для сцен і столяў, для стварэння натуральнай і цёплай атмасферы, а таксама могуць рэгуляваць вільготнасць у памяшканні, паглынаць пахі і ствараць здаровае асяроддзе пражывання. Некаторыя дэманстрацыйныя праекты экалагічнага будаўніцтва шырока выкарыстоўваюць іх, што з'яўляецца лідарам тэндэнцыі выкарыстання зялёных будаўнічых матэрыялаў.
Сельскагаспадарчае поле
У сельскагаспадарчай вытворчасці важную ролю адыгрываюць рассадныя гаршкі і мульча з экалагічна чыстых матэрыялаў пшаніцы. Рассадныя гаршкі могуць натуральным чынам раскладацца, і няма неабходнасці здымаць іх пры перасадцы расады, што пазбягае пашкоджання каранёў і паляпшае прыжывальнасць расады; раскладальная мульча пакрывае сельскагаспадарчыя ўгоддзі, утрымлівае вільгаць і павышае тэмпературу, спрыяючы росту ўраджаю, і раскладаецца пасля заканчэння вегетацыйнага перыяду, не ўплываючы на ​​вырошчванне наступных культур, вырашаючы праблему забруджвання глебы рэшткамі традыцыйнай пластыкавай мульчы і перашкаджаючы сельскагаспадарчай дзейнасці, а таксама спрыяючы ўстойліваму развіццю сельскай гаспадаркі.
V. Праблемы, з якімі сутыкаецца распрацоўка экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы
Тэхнічныя вузкія месцы
Нягледзячы на ​​прагрэс у даследаваннях і распрацоўках, тэхнічныя цяжкасці ўсё яшчэ існуюць. Па-першае, гэта аптымізацыя характарыстык матэрыялу. З пункту гледжання павышэння трываласці і воданепранікальнасці для задавальнення складаных сцэнарыяў выкарыстання, існуючыя тэхналогіі не могуць збалансаваць кошт і характарыстыкі, што абмяжоўвае пашырэнне высокакласных ужыванняў. Па-другое, вытворчы працэс нестабільны, а ваганні інгрэдыентаў сыравіны ў розных партыях прыводзяць да нераўнамернай якасці прадукцыі, што ўскладняе дасягненне стандартызаванай буйной вытворчасці, уплывае на давер карпарацый да інвестыцый і прасоўванне на рынак.
Фактары кошту
У цяперашні час кошт экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы вышэйшы за кошт традыцыйных матэрыялаў. На этапе збору сыравіны салома раскідваецца, радыус збору вялікі, а захоўванне абцяжарана, што павялічвае выдаткі на транспарціроўку і складское захоўванне; на этапе вытворчасці сучаснае абсталяванне залежыць ад імпарту, біялагічныя ферментныя прэпараты і рэагенты для хімічнай мадыфікацыі дарагія, і, хоць спажыванне энергіі на вытворчасць адносна нізкае, яно ўсё яшчэ складае значную частку выдаткаў; на ранняй стадыі прасоўвання на рынак эфект маштабу не сфарміраваны, і сабекошт адзінкі прадукцыі нельга знізіць. Гэта нявыгаднае становішча ў канкурэнцыі з таннымі традыцыйнымі матэрыяламі, што перашкаджае спажыўцам і прадпрыемствам рабіць выбар.
Дасведчанасць рынку і прыняцце
Спажыўцы даўно прызвычаіліся да традыцыйных матэрыялаў і вырабаў, але маюць абмежаваныя веды пра экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы. Яны турбуюцца аб іх даўгавечнасці і бяспецы і не жадаюць купляць; з боку прадпрыемстваў яны абмежаваныя выдаткамі і тэхнічнымі рызыкамі і асцярожна ставяцца да пераходу на новыя матэрыялы. У прыватнасці, малым і сярэднім прадпрыемствам не хапае сродкаў на даследаванні і распрацоўкі, а таксама спецыялістаў, і цяжка своечасова адсочваць працэс; акрамя таго, прамысловы ланцужок ніжэйшага ўзроўню не вельмі добра абсталяваны, і не хапае прафесійных аб'ектаў па перапрацоўцы і апрацоўцы, што ўплывае на перапрацоўку адходаў і, у сваю чаргу, перашкаджае пашырэнню рынку матэрыялаў.
VI. Стратэгіі рэагавання і магчымасці развіцця
Супрацоўніцтва паміж прамысловасцю, універсітэтамі і навуковымі даследаваннямі для прарыву тэхналогій
Універсітэты, навукова-даследчыя ўстановы і прадпрыемствы павінны цесна супрацоўнічаць. Універсітэты павінны ў поўнай меры выкарыстоўваць свае перавагі ў фундаментальных даследаваннях і вывучаць новыя механізмы мадыфікацыі матэрыялаў і шляхі біятрансфармацыі; навукова-даследчыя ўстановы павінны засяродзіцца на аптымізацыі працэсаў і сумесна з прадпрыемствамі праводзіць пілотную вытворчасць для пераадолення праблем тэхнічнай стабільнасці; прадпрыемствы павінны прадастаўляць сродкі і зваротную сувязь з рынку для паскарэння індустрыялізацыі вынікаў навуковых даследаванняў, напрыклад, шляхам стварэння сумесных цэнтраў даследаванняў і распрацовак, а ўрад павінен супрацоўнічаць і аказваць палітычную падтрымку для садзейнічання тэхналагічнай ітэрацыі і мадэрнізацыі.
Падтрымка палітыкі зніжае выдаткі
Урад увёў палітыку субсідзіравання для прадастаўлення транспартных субсідый для збору сыравіны з мэтай зніжэння лагістычных выдаткаў; вытворчы бок прадугледжвае падатковыя льготы на набыццё абсталявання і даследаванні і распрацоўкі новых тэхналогій, каб заахвоціць прадпрыемствы да абнаўлення тэхналогій; прадпрыемствы, якія выкарыстоўваюць экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы, такія як упаковачныя і будаўнічыя кампаніі, атрымліваюць зялёныя субсідыі на закупкі для стымулявання рынкавага попыту і, дзякуючы падтрымцы ўсяго прамысловага ланцужка, дапамагаюць знізіць выдаткі і скараціць разрыў у цэнах з традыцыйнымі матэрыяламі.
Узмацніць рэкламу і павысіць дасведчанасць
Выкарыстоўвайце СМІ, выставы і навукова-папулярныя мерапрыемствы для распаўсюджвання інфармацыі пра перавагі і прыклады прымянення экалагічна чыстых матэрыялаў з пшаніцы па розных каналах, дэманстрацыі сертыфікацыі бяспекі і даўгавечнасці прадукцыі, а таксама для ліквідацыі праблем спажыўцоў; забяспечвайце тэхнічную падрыхтоўку і рэкамендацыі па трансфармацыі для прадпрыемстваў, дзяліцеся паспяховым вопытам і стымулюйце карпаратыўны энтузіязм; усталёўвайце галіновыя стандарты і сістэмы ідэнтыфікацыі прадукцыі, стандартызуйце рынак, спрашчайце для спажыўцоў і прадпрыемстваў ідэнтыфікацыю і давер, стварайце добрую прамысловую экалогію і выкарыстоўвайце магчымасці рынку зялёнага спажывання і ўстойлівага развіцця.
VII. Перспектывы на будучыню
Дзякуючы пастаянным тэхналагічным інавацыям, пастаяннаму ўдасканаленню палітыкі і павышэнню дасведчанасці рынку, чакаецца, што экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы стануць штуршком да бурнага развіцця. У будучыні з'явяцца высокапрадукцыйныя кампазітныя матэрыялы з пшаніцы, якія аб'яднаюць перавагі розных натуральных або сінтэтычных матэрыялаў і пашырацца ў высокатэхналагічныя галіны, такія як аўтамабілі і электроніка; з'явяцца інтэлектуальныя адчувальныя матэрыялы з пшаніцы, будзе ажыццяўляцца маніторынг навакольнага асяроддзя і свежасці прадуктаў харчавання ў рэжыме рэальнага часу, што дазволіць стварыць разумную ўпакоўку і разумныя дамы; будуць сфарміраваны прамысловыя кластары, і ўвесь ланцужок ад пасадкі сыравіны і перапрацоўкі матэрыялаў да перапрацоўкі прадукцыі будзе развівацца скаардынавана, што дазволіць эфектыўна выкарыстоўваць рэсурсы і максымізаваць прамысловыя выгады, стаць асноўнай сілай сусветнай індустрыі зялёных матэрыялаў і закласці трывалую матэрыяльную аснову для ўстойлівага росквіту чалавечага грамадства.
VIII. Заключэнне
Экалагічна чыстыя матэрыялы з пшаніцы, з іх выдатнымі перавагамі ў галіне экалогіі, рэсурсаў і прадукцыйнасці, прадэманстравалі шырокія перспектывы ў многіх галінах. Нягледзячы на ​​тое, што ў цяперашні час яны сутыкаюцца з многімі праблемамі, такімі як тэхналогіі, кошт і рынак, чакаецца, што яны змогуць пераадолець цяжкасці дзякуючы сумесным намаганням усіх бакоў. Скарыстанне магчымасцю для актыўнага развіцця не толькі вырашыць экалагічны крызіс, выкліканы традыцыйнымі матэрыяламі, але і прывядзе да з'яўлення новых зялёных галін прамысловасці, дасягнення ўзаемна выгаднай сітуацыі эканамічнага росту і аховы навакольнага асяроддзя, адкрые новую эру ў галіне матэрыялаў і створыць лепшы экалагічны дом для будучых пакаленняў.