博士生实验室工作,该团队正致力于将食物垃圾转化为可持续的生物塑料
粮食系统投入了大量的能源、水和资本。然而,在美国,30%到40%的食物最终都被扔进了垃圾填埋场。
如果有一种方法可以把它变成我们每天都使用的东西呢?
弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院的研究人员正在从食物垃圾中开发可生物降解的生物塑料,使这些材料具有新的有用的寿命。
生物系统工程系副教授、应用水研究与创新中心主任、首席研究员王志武(音译)表示:“通过制造具有成本效益的、可自然分解的生物塑料,我们可以减少陆地和海洋中的塑料污染,解决温室气体排放和与食物浪费相关的经济损失等重大问题。”
据世界野生动物基金会称,该项目解决了海洋塑料污染的挑战,海洋塑料污染正变得越来越普遍,微塑料影响了近88%的海洋物种。因为它们可以在海水中快速生物降解,弗吉尼亚理工大学的生物塑料有可能减少污染对全球海洋生物的影响。
这是首个此类试点项目,将开发并展示一种负担得起的模块化生物处理系统,以从食物垃圾中生产可生物降解的生物塑料。
研究人员将利用微生物将食物垃圾转化为脂肪,然后将其加工成生物塑料。这一过程类似于微型啤酒厂的发酵,确保生产的生物塑料可以很容易地堆肥,减轻微塑料造成的海洋污染。该项目旨在展示该生物处理系统在国家和全球层面的可行性和可扩展性。
来自农业与生命科学学院和工程学院的研究员王说:“通过制造环境可持续的塑料,我们希望使全世界的人们、公司、废物管理系统和社区受益。”
该团队与弗吉尼亚理工大学的其他专家以及本科生和研究生(包括食品科学与技术系的黄海波和可持续生物材料系的Young Kim)合作,专注于聚羟基烷酸酯(PHA)的纯化和高价值生物塑料产品的创造。
金墉说:“世界上有很多方法可以普遍提高可持续性。“目前有两种主要方法。一是使用更多的可回收和可回收材料。另一种方法是使用可生物降解的材料。使用生物塑料是解决日益严重的塑料污染的可行选择。我们的方法是使用可生物降解的选择来提高可持续性。”
这些可生物降解的产品包括家用可堆肥包装,这已经越来越受欢迎。
现在一年多来,这个项目涉及到学生研究人员,他们希望为我们的世界做出更可持续的包装贡献。
“我们的第一步是制作单层薄膜,看看它是否能被用作实际产品,”包装和系统设计专业的大四学生陈申(音译)说。“如果它具有良好的氧气和水蒸气屏障以及其他特性,我们就可以进入下一步。我们的目标是用PHA取代传统的铜版纸产品。
“目前的纸制品通常涂有聚乙烯或聚乳酸,这是不能完全降解的。PHA在自然界中是完全可生物降解的,即使在后院环境中也是如此。”
聚乙烯或聚乳酸涂层经常出现在一次性塑料上,包括一次性咖啡杯,覆盖食物的薄膜,甚至是在炎热的夏天享用的冰淇淋杯。
对可持续生物材料专业大四学生克洛伊·泰勒(Chloe Taylor)来说,参加这个项目是她大学生涯的一大亮点。
泰勒说:“这激发了我继续研究生学习,因为传统塑料是不可持续的。”“我们的目标是创造一种可行的替代品,可以在不损害环境的情况下用于日常产品。”