Со континуираното подобрување на глобалната свест за заштита на животната средина и сè поитната побарувачка за одржлив развој, традиционалните материјали се соочуваат со многу предизвици, а еколошките материјали од пченица се појавија како нов био-базиран материјал. Оваа статија ги разработува карактеристиките, истражувањето и развојот и статусот на производство на еколошките материјали од пченица, длабински ги анализира нејзините перспективи за примена во пакувањето, текстилот, градежништвото, земјоделството и други области и ги истражува можностите и предизвиците со кои се соочува, со нетрпение ги очекува идните трендови во развојот, со цел да обезбеди сеопфатна референца за релевантните практичари во индустријата, истражувачите и креаторите на политиките и да помогне во промовирањето на широката примена и индустриската надградба на еколошките материјали од пченица.
1. Вовед
Во денешната ера, еколошките проблеми станаа еден од клучните фактори што го ограничуваат развојот на човечкото општество. Традиционалните материјали како што се пластиката и хемиските влакна предизвикаа низа сериозни проблеми како што се недостиг на ресурси, висока потрошувачка на енергија и бело загадување за време на производството, употребата и третманот на отпадот. Во оваа позадина, итно е да се пронајдат обновливи, разградливи и еколошки алтернативни материјали. Како важна прехранбена култура што е широко одгледувана во светот, се покажа дека нуспроизводите на пченицата во процесот на преработка, како што се сламата од пченица и пченичните трици, имаат огромен потенцијал за развој на материјали. Еколошките материјали од пченица трансформирани со иновативни технологии постепено се појавуваат и се очекува да преобликуваат повеќе индустриски модели.
2. Преглед напченични еколошки материјали
Извори и состојки на суровини
Еколошките материјали од пченица се добиваат главно одпченична сламаи трици. Пченичното слама е богато со целулоза, хемицелулоза и лигнин, а овие природни полимери обезбедуваат основна структурна потпора за материјалот. Целулозата има карактеристики на висока цврстина и висока кристалност, што му дава на материјалот цврстина; хемицелулозата е релативно лесна за разградување и може да ги подобри перформансите на обработката; лигнинот ја подобрува цврстината и водоотпорноста на материјалот. Пченичното трици е богато со диететски влакна, протеини и мала количина масти, минерали итн., што може да го надополни недостатокот на компоненти на сламата и да ги оптимизира перформансите на материјалот, како што се подобрување на флексибилноста и површинските својства, што го прави посоодветен за разновидна технологија на обработка.
Процес на подготовка
Во моментов, процесот на подготовка на пченични еколошки материјали опфаќа физички, хемиски и биолошки методи. Физичките методи како што се механичко дробење и обликување со топло пресување, кои ја дробат сламата, а потоа ја обликуваат под висока температура и висок притисок, се едноставни за работа и имаат ниска цена. Тие често се користат за подготовка на примарни производи како што се прибор за јадење и чинии за еднократна употреба; хемиските методи вклучуваат реакции на естерификација и етерификација, кои користат хемиски реагенси за модифицирање на молекуларната структура на суровините за да се подобри адхезијата и водоотпорноста на материјалите за да се исполнат повисоките барања за пакување и текстилни апликации, но постои ризик од остатоци од хемиски реагенси; биолошките методи користат микроорганизми или ензими за разградување и трансформирање на суровините. Процесот е еколошки и нежен, а може да се подготват фини материјали со висока додадена вредност. Сепак, долгиот циклус на ферментација и високата цена на ензимските препарати ги ограничуваат апликациите во голем обем, а повеќето од нив се во фаза на лабораториско истражување и развој.
3. Предности на пченицата, еколошки материјали
Еколошка прифатливост
Од перспектива на проценка на животниот циклус, еколошките материјали од пченица ги покажаа своите предности. Процесот на раст на суровината апсорбира јаглерод диоксид и ослободува кислород, што помага да се ублажи ефектот на стаклена градина; процесот на производство има ниска потрошувачка на енергија, што значително ја намалува зависноста од фосилна енергија во споредба со синтезата на пластика базирана на нафта; третманот на отпадот по употреба е едноставен и може брзо да се биоразгради во природната средина, генерално распаѓајќи се во безопасна вода, јаглерод диоксид и хумус за неколку месеци до неколку години, ефикасно решавајќи ги еколошките проблеми како што се загадувањето на почвата и блокадата на водата предизвикани од „стогодишната некорозија“ на традиционалната пластика.
Обновливост на ресурсите
Како годишна култура, пченицата е широко засадена и има огромно глобално производство секоја година, што може континуирано и стабилно да обезбеди доволно суровини за подготовка на материјали. За разлика од необновливите ресурси како што се нафтата и јагленот, доколку земјоделското производство е разумно планирано, суровините од пченица се речиси неисцрпни, што го обезбедува долгорочниот синџир на снабдување на материјалната индустрија, ги намалува индустриските ризици предизвикани од исцрпување на ресурсите и е во согласност со концептот на кружна економија.
Уникатни перформанси
Еколошките материјали од пченица имаат добри својства на топлинска изолација и звучна изолација, кои се добиени од нејзината внатрешна порозна структура на влакна. Воздухот го исполнува за да формира природна бариера, што има значајни предности во областа на изолациските плочи за згради; во исто време, материјалот е лесен по текстура и има мала релативна густина, што ја намалува тежината на производот и го олеснува транспортот и употребата. На пример, во областа на воздухопловното пакување, ги намалува трошоците, а воедно обезбедува заштитни перформанси; покрај тоа, има и одредени антибактериски својства. Природните состојки во сламата од пченица и пченичните трици имаат инхибиторен ефект врз растот на некои микроорганизми, продолжувајќи го рокот на траење на производот и имаат широки перспективи во апликациите за пакување храна.
4. Области на примена на пченични еколошки материјали
Индустрија за пакување
Во областа на пакувањето, еколошките материјали од пченица постепено ги заменуваат традиционалните пластични пакувања. Што се однесува до приборот за јадење за еднократна употреба, чиниите, кутиите за ручек, сламките итн. направени од пченична слама се слични по изглед на пластиката, но не се токсични и без вкус, и не испуштаат штетни хемикалии кога се загреваат, задоволувајќи ги потребите за достава на храна. Некои големи синџири на компании за кетеринг почнаа да се обидуваат да ги промовираат; во експресното пакување, амортизирачките материјали, пликовите и картоните направени од него се користат за полнење на облогата, што има добри перформанси на амортизација, ја штити стоката и е во исто време разградлива, намалувајќи ја акумулацијата на експресно ѓубре. Платформите за е-трговија и експресните компании го пилотираа ова, и се очекува да го преобликува зелениот логистички систем за пакување.
Текстилната индустрија
Целулозните влакна се екстрахираат од пченична слама и пченични трици и се преработуваат во нов вид текстилна ткаенина преку посебен процес на предење. Овој вид ткаенина е мека и нежна за кожата, дише и подобро ја апсорбира влагата од чистиот памук. Сува е и удобна за носење, има своја природна боја и текстура. Има единствена естетска вредност и се појави во областа на високата мода и мебелот за домаќинството. Некои модни брендови лансираа облека од пченични влакна во ограничено издание, што привлече внимание на пазарот и внесе виталност во развојот на одржлива мода.
Градежната индустрија
Како материјал за изолација на згради, еколошките панели од пченица се лесни за инсталирање, а изолациониот ефект е споредлив со оној на традиционалните полистиренски панели, но без запаливоста и опасноста од ослободување на токсичен гас, подобрувајќи ја противпожарната безбедност на зградите; во исто време, тие се користат за внатрешна декорација, како што се декоративни панели за ѕидови и тавани, за да се создаде природна и топла атмосфера, а исто така можат да ја прилагодат влажноста во затворен простор, да апсорбираат мириси и да создадат здрава животна средина. Некои еколошки демонстративни проекти за градење ги усвоија во големи количини, предводејќи го трендот на зелени градежни материјали.
Земјоделско поле
Во земјоделското производство, саксиите за расад и прекривката направени од пченица кои се еколошки материјали играат важна улога. Саксиите за расад можат природно да се разградат и нема потреба да се вадат саксиите при пресадување на расад, со што се избегнува оштетување на коренот и се подобрува стапката на преживување на пресадувањето; разградливата прекривка ги покрива обработливото земјиште, ја задржува влагата и ја зголемува температурата за да го поттикне растот на културите, а се распаѓа и по завршувањето на сезоната на растење, без да влијае на одгледувањето на следната култура, решавајќи го проблемот со традиционалните остатоци од пластична прекривка кои ја загадуваат почвата и ги попречуваат земјоделските операции, и промовирајќи одржлив земјоделски развој.
V. Предизвици со кои се соочува развојот на еколошки материјали од пченица
Технички тесни грла
И покрај напредокот во истражувањето и развојот, техничките тешкотии сè уште постојат. Прво, оптимизација на перформансите на материјалите. Во однос на подобрувањето на цврстината и отпорноста на вода за да се задоволат сложените сценарија на употреба, постојните технологии не можат да ги балансираат трошоците и перформансите, што го ограничува проширувањето на апликациите од висока класа. Второ, процесот на производство е нестабилен, а флуктуацијата на состојките на суровините во различни серии води до нееднаков квалитет на производот, што го отежнува постигнувањето на стандардизирано производство во голем обем, што влијае на довербата во корпоративните инвестиции и промоцијата на пазарот.
Фактори на трошоци
Во моментов, цената на пченицата што е еколошки прифатлива за животната средина е повисока од онаа на традиционалните материјали. Во фазата на собирање суровини, сламата е расфрлана, радиусот на собирање е голем, а складирањето е тешко, што ги зголемува трошоците за транспорт и складирање; во фазата на производство, напредната опрема се потпира на увоз, биолошките ензимски препарати и реагенсите за хемиска модификација се скапи, и иако потрошувачката на енергија во производството е релативно ниска, таа сепак сочинува голем дел од трошоците; во раната фаза на промоција на пазарот, ефектот на обем не е формиран, а цената на единечниот производ не може да се намали. Таа е во неповолна положба во конкуренцијата со ниските цени на традиционалните материјали, што ги спречува потрошувачите и претпријатијата да изберат.
Пазарна свест и прифаќање
Потрошувачите долго време се навикнати на традиционални материјали и производи и имаат ограничено знаење за еколошките материјали од пченица. Тие се загрижени за нивната издржливост и безбедност и имаат мала желба да купуваат; од страна на претпријатијата, тие се ограничени од трошоците и техничките ризици и се претпазливи во врска со трансформацијата кон нови материјали. Особено, малите и средните претпријатија немаат средства и таленти за истражување и развој, и тешко е да се следат навреме; покрај тоа, низводниот индустриски синџир не е добро опремен и недостасуваат професионални капацитети за рециклирање и третман, што влијае на рециклирањето на отпадните производи, а за возврат го спречува проширувањето на пазарот на материјали од преден план.
VI. Стратегии за одговор и можности за развој
Соработка помеѓу индустријата, универзитетот и истражувањето за пробив на технологијата
Универзитетите, научно-истражувачките институции и претпријатијата треба тесно да соработуваат. Универзитетите треба целосно да ги искористат своите предности во основните истражувања и да истражуваат нови механизми за модификација на материјалите и патишта за биотрансформација; научно-истражувачките институции треба да се фокусираат на оптимизација на процесите и заеднички да спроведуваат пилот-производство со претпријатијата за да ги надминат проблемите со техничката стабилност; претпријатијата треба да обезбедат средства и повратни информации од пазарот за да ја забрзаат индустријализацијата на резултатите од научните истражувања, како што е воспоставување заеднички центри за истражување и развој, а владата треба да ги усогласи и да обезбеди политичка поддршка за промовирање на технолошката итерација и надградба.
Поддршката за политики ги намалува трошоците
Владата воведе политики за субвенции за обезбедување субвенции за транспорт за собирање суровини со цел да се намалат трошоците за логистика; производствената страна обезбедува даночни ослободувања за купување опрема и истражување и развој на нови технологии за да се охрабрат претпријатијата да ја ажурираат технологијата; претпријатијата од понискиот дел на производството кои користат еколошки материјали од пченица, како што се компаниите за пакување и градежништво, добиваат субвенции за зелена набавка за да се стимулира побарувачката на пазарот, а преку поддршка на целиот индустриски синџир, помагаат во намалувањето на трошоците и стеснувањето на ценовниот јаз со традиционалните материјали.
Зајакнување на публицитетот и зголемување на свеста
Користете медиуми, изложби и активности за популарна наука за да ги објавите предностите и случаите на примена на пченичните еколошки материјали преку повеќе канали, да прикажете сертификати за безбедност и издржливост на производите и да ги отстраните загриженостите на потрошувачите; да обезбедите техничка обука и насоки за трансформација за претпријатијата, да споделите успешни искуства со случаи и да го стимулирате корпоративниот ентузијазам; да воспоставите индустриски стандарди и системи за идентификација на производи, да го стандардизирате пазарот, да им го олесните идентификувањето и довербата на потрошувачите и претпријатијата, да создадете добра индустриска екологија и да ги искористите можностите на пазарот за зелена потрошувачка и одржлив развој.
VII. Идни перспективи
Со континуирани технолошки иновации, континуирано подобрување на политиките и подобрена свест на пазарот, се очекува еколошките материјали од пченица да доведат до експлозивен развој. Во иднина, ќе се раѓаат високо-перформансни композитни материјали од пченица, интегрирајќи ги предностите на разни природни или синтетички материјали и проширувајќи се на високотехнолошки области како што се автомобилите и електрониката; ќе се појават интелигентни перцептивни материјали од пченица, следење во реално време на животната средина и свежината на храната, зајакнување на паметното пакување и паметните домови; ќе се формираат индустриски кластери, а целиот синџир од садење суровини, преработка на материјали до рециклирање на производи ќе се развива на координиран начин, остварувајќи ефикасно искористување на ресурсите и максимизирање на индустриските придобивки, станувајќи основна сила на глобалната индустрија за зелени материјали и поставувајќи солидна материјална основа за одржлив просперитет на човечкото општество.
VIII. Заклучок
Еколошките материјали од пченица, со нивните извонредни предности во однос на животната средина, ресурсите и перформансите, покажаа широки перспективи во многу области. Иако во моментов се соочуваат со многу предизвици како што се технологијата, трошоците и пазарот, се очекува да ги надминат тешкотиите преку заеднички напори на сите страни. Искористувањето на можноста за енергичен развој не само што ќе ја реши еколошката криза предизвикана од традиционалните материјали, туку ќе доведе и до создавање нови зелени индустрии, ќе постигне win-win ситуација на економски раст и заштита на животната средина, ќе отвори нова ера во областа на материјалите и ќе создаде подобар еколошки дом за идните генерации.