废弃龙虾壳制成可降解高尔夫球座
美国缅因大学团队将废弃龙虾壳加工成可降解高尔夫球座,强度媲美白松木,30天可分解,并为此开发了专用注塑设备。
美国缅因州的海鲜产业每年会产生约 5 万短吨(约 4.54 万吨)龙虾壳,其中大部分最终被送进垃圾填埋场。缅因大学的研究团队认为,这些废弃物应该有更好的去处。他们花了十多年寻找让龙虾壳“第二次生命”的方法,最终做出来的东西有些出人意料:高尔夫球座。
用虾蟹壳做材料并不新鲜。龙虾壳中的主要成分之一是甲壳素,经过处理可得到名为壳聚糖的生物聚合物。壳聚糖已被用于伤口敷料、自修复涂料,以及水果蔬菜的防变质涂层。
为什么盯上高尔夫球座?
这种小物件带来的废弃物问题比想象中严重。高尔夫球座通常由木材或塑料制成,两种材料都不理想。木制球座在球场上用不了多久,却可能需要数年才能分解。仅在美国,每年就有超过 10 亿支木制球座被丢弃。
塑料球座更耐用,但最终也会断裂。由于体积太小,很多断掉的球座不会被捡起,而是被割草机打碎,塑料碎片因此长期留在土壤中。出于环境影响,一些高尔夫球场甚至全面禁用塑料球座。显然,这个领域需要更好的替代品。
刚成型的龙虾壳高尔夫球座(图片来源:缅因大学)
强度不输白松木,30 天可分解
用龙虾壳做球座的难点有两个:既要足够耐用,又要在不伤害环境的前提下快速分解。研究人员表示,他们开发的龙虾壳球座强度可与东部白松木制成的球座相当,并且能在 30 天内分解。
制造过程从干燥龙虾壳开始,先把壳破碎成小块,再研磨成粉末,然后与其他天然材料混合,其中包括用于调色的食用染料,形成可模塑成球座形状的固体复合材料。目前,团队没有公开具体配方。
传统注塑设备“吃不消”
成型也是一道难关。龙虾壳复合材料在加热和塑形时的表现与塑料不同,无法直接套用传统设备。为此,研究人员专门开发了一套注塑成型系统。
研究生 Isabelle Irani 正在操作专为龙虾壳高尔夫球座设计的注塑机(图片来源:缅因大学)
实验室测试结果相当有希望。团队已将这种复合材料的生产速度从每小时 1 磅(0.45 公斤)提升到每小时 50 磅(22.7 公斤)。这是明显进步,但按工业标准看仍然不高。
成本与量产前景
目前,单支球座的预计成本在 5 到 30 美分之间。研究人员希望进一步扩大生产规模,从而降低成本,让龙虾壳球座能在市场上与传统产品竞争。到那时,它们还可以搭配缅因大学此前开发的龙虾壳可降解高尔夫球,形成一套“龙虾壳组合”。
“这个项目所做的,是把渔业——具体说是龙虾产业——中未被充分利用的废弃材料用起来,”首席科学家 David Neivandt 表示,“我们试图创造增值产品,让收入回流到龙虾渔民和加工厂手中。”
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