科學(xué)家研制可降解仿生透明薄膜中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團(tuán)隊(duì)成功研制了一類超強(qiáng)、超韌、透明的高性能可持續(xù)仿貝殼復(fù)合薄膜，成功構(gòu)筑了“磚-纖維”仿貝殼層狀結(jié)構(gòu)，使該薄膜展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)塑料的力學(xué)性能，展現(xiàn)出比塑料薄膜更突出的綜合性能。研究成果日前發(fā)表于《物質(zhì)》上。

　　據(jù)介紹，這種高透明高霧度薄膜得益于致密的仿貝殼“磚-纖維”結(jié)構(gòu)，通過薄膜內(nèi)部孔隙的填充保證透光效果，通過納米片-纖維素的界面散射保證光學(xué)霧度，從而可以在370—780納米的可見光譜波長范圍內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)超過73%的高透明度和超過80%的高光學(xué)霧度。同時(shí)，該薄膜還具有高強(qiáng)、高韌的優(yōu)異性能，分別是商用PET塑料薄膜的6倍和3倍以上。此外，納米纖維三維網(wǎng)絡(luò)和“磚-纖維”仿貝殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效抑制裂紋擴(kuò)展，同時(shí)纖維變細(xì)效應(yīng)可以提高材料內(nèi)部纖維間的氫鍵密度、促進(jìn)薄膜拉伸過程中的纖維滑移，從而使材料兼具高強(qiáng)度和高韌性。而且，該薄膜在250℃下仍能保持結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定，在極端環(huán)境下具備比塑料薄膜更為優(yōu)異的服役性能。

　　研究人員表示，這種仿生薄膜材料集成了優(yōu)異的光學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，并且在自然條件下可以完全生物降解，克服了廢棄塑料難以降解的問題，在滿足柔性電子器件基底材料光學(xué)透明性、柔性、低成本以及高低溫下的尺寸穩(wěn)定性等要求的同時(shí)，全生命周期綠色無污染，在未來柔性電子器件領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V泛的應(yīng)用前景。

　　科學(xué)家研制可降解仿生透明薄膜原因

　　科學(xué)家研制可降解仿生透明薄膜原因在于塑料垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大危害，對(duì)人類健康也產(chǎn)生巨大的威脅，發(fā)展新一代可持續(xù)塑料替代材料迫在眉睫。

　　塑料垃圾也就是白色污染（White Pollution）是對(duì)廢塑料污染環(huán)境現(xiàn)象的一種形象稱謂，是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的包裝袋、農(nóng)用地膜、一次性餐具、塑料瓶等塑料制品使用后被棄置成為固體廢物，由于隨意亂丟亂扔，難于降解處理，給生態(tài)環(huán)境和景觀造成的污染。它主要包括塑料袋、塑料包裝、一次性聚丙烯快餐盒，塑料餐具杯盤以及電器充填發(fā)泡填塞物、塑料飲料瓶、酸奶杯、雪糕皮等。

　　第一，拋棄在陸地或水體中的廢舊塑料包裝物，被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡（在動(dòng)物園、牧區(qū)和海洋中，此類情況已屢見不鮮）；第二，混入生活垃圾中的廢舊塑料包裝物很難處理：填埋處理將會(huì)長期占用土地，混有塑料的生活垃圾不適用于堆肥處理，分揀出來的廢塑料也因無法保證質(zhì)量而很難回收利用。

　　人們反映強(qiáng)烈的主要是“視覺污染”問題，而對(duì)于廢舊塑料包裝物長期的、深層次的“潛在危害”，大多數(shù)人還缺乏認(rèn)識(shí)。

　　具體來講，可以從以下幾條來說：

　　第一、侵占土地過多。塑料類垃圾在自然界停留的時(shí)間也很長，一般可達(dá)200——400年，有的可達(dá)500年。

　　第二、污染空氣。塑料、紙屑和粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng)。

　　第三、污染水體。河、海水面上漂著的塑料瓶和飯盒，水面上方樹枝上掛著的塑料袋、面包紙等，不僅造成環(huán)境污染,而且如果動(dòng)物誤食了白色垃圾會(huì)傷及健康，甚至?xí)蚱湓谙乐袩o法消化而活活餓死。

　　第四、火災(zāi)隱患。白色垃圾幾乎都是可燃物，在天然堆放過程中會(huì)產(chǎn)生甲烷等可燃?xì)?，遇明火或自燃易引起的火?zāi)事故不斷發(fā)生，時(shí)常造成重大損失。

　　第五、白色垃圾可能成為有害生物的巢穴，它們能為老鼠、鳥類及蚊蠅提供食物、棲息和繁殖的場所，而其中的殘留物也常常是傳染疾病的根源。

　　第六、廢舊塑料包裝物進(jìn)入環(huán)境后，由于其很難降解，造成長期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題。首先，廢舊塑料包裝物混在土壤中，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，將導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；其次若牲畜吃了塑料膜，會(huì)引起牲畜的消化道疾病，甚至死亡。

　　第七、因?yàn)轶w積大，所以填埋之處會(huì)滋生細(xì)菌，污染地下水。

　　塑料垃圾最新數(shù)據(jù)

　　2016年至2040年將產(chǎn)生13億噸塑料垃圾

　　大約100年前，人類發(fā)明了塑料，既便宜又方便，融入大眾生活每個(gè)環(huán)節(jié)，帶來巨大便利。然而，絕大部分塑料垃圾不易自然降解或無法循環(huán)使用。

　　據(jù)《科學(xué)》雜志7月24日?qǐng)?bào)道，由英國利茲大學(xué)考斯塔斯·維利斯博士率領(lǐng)的17位國際專家組成的團(tuán)隊(duì)，通過一種叫做“進(jìn)入大洋塑料”的計(jì)算機(jī)模型，對(duì)世界塑料的生產(chǎn)、使用及產(chǎn)生垃圾情況進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，最后得出如下結(jié)論：如不采取有效措施，2016年至2040年之間，全球?qū)?huì)有13億噸塑料垃圾倒入大地和海洋。這是對(duì)20年后塑料垃圾污染情況的首次全面評(píng)估。

　　研究指出，全球目前塑料制品年產(chǎn)量約3億噸，其中僅10%得到回收，大量的塑料垃圾均被焚燒、倒入地面和傾倒進(jìn)海洋。一些專家指出，世界塑料產(chǎn)量每11年翻一番。

　　計(jì)算模擬顯示，2040年一年，傾倒進(jìn)海洋的塑料垃圾將達(dá)到2900萬噸，相當(dāng)于全球每米海岸線都有50公斤塑料垃圾，而2016年為1100萬噸。

　　可降解會(huì)有什么影響

　　降解，一般指有機(jī)化合物分子中的碳原子數(shù)目減少，分子量降低。對(duì)于降解，不同的學(xué)者持有有不同的觀點(diǎn)，有一種觀點(diǎn)認(rèn)為降解物最終要被分解成二氧化碳和水才能稱為降解。

　　塑料降解一詞指高分子聚合物達(dá)到生命周期的終結(jié)。塑料降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料（塑料）物性下降。典型表現(xiàn)是：塑料發(fā)脆、破裂、變軟、增硬、喪失力學(xué)強(qiáng)度等。塑料的老化、劣化就是一種降解現(xiàn)象。但一般塑料要降解為對(duì)環(huán)境無害經(jīng)（少害化）的碎片或變成二氧化碳和水，回歸自然循環(huán)，需經(jīng)歷幾十年、上百年的時(shí)間。所以采用快速降解技術(shù)，選擇易降解的高聚碳?xì)浠衔锖陀袡C(jī)物制造塑料，防止污染。

　　而正是因?yàn)榭茖W(xué)家研制可降解仿生透明薄膜以及餐飲打包外賣服務(wù)在內(nèi)的多種不可降解塑料袋，將從今年年底開始禁限?？山到馑芰细拍钣兴憩F(xiàn)，聯(lián)創(chuàng)股份率先漲停，銀禧科技、金發(fā)科技、美聯(lián)新材等多股跟漲。

　　華創(chuàng)證券指出，根據(jù)《相關(guān)塑料制品禁限管理細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)》（2020年版），包括餐飲打包外賣服務(wù)在內(nèi)的多種不可降解塑料袋，將從今年年底開始禁限。2018年我國可降解塑料需求僅4.2萬噸，預(yù)計(jì)政策落地后，外賣、快遞、農(nóng)膜三個(gè)領(lǐng)域的市場需求將增至154.53萬噸。從上游的乳酸、丙交酯等原材料，到中游的聚合物合成及塑料制品制備，再到下游的垃圾分類降解，都有望迎來快速發(fā)展。