随着全球环境问题日益严峻，传统塑料制品带来的污染问题已引起广泛关注。近年来，生物降解塑料作为一种环保新选择，正逐渐走进人们的视野，并受到越来越多的关注和应用。生物降解塑料是一种能够在自然界中被微生物分解的塑料材料。与传统的石油基塑料不同，生物降解塑料主要来源于可再生生物质资源，如淀粉、纤维素等。这些材料在微生物的作用下，能够被分解为低分子化合物，末了回归自然，不会对环境造成长期污染。近年来，随着环保意识的提高和政策的推动，生物降解塑料得到了快速发展。国内外众多科研机构和企业纷纷投入研发和生产，推出了多种类型的生物降解塑料产品。这些产品不仅具有良好的使用性能，而且在使用过程中能够减少对环境的负担，符合可持续发展的要求。据了解，生物降解塑料的应用领域不断扩大，涵盖了包装、农业、医疗等多个领域。在包装领域，生物降解塑料可以替代传统塑料用于食品、药品等商品的包装，减少废弃塑料的产生。在农业领域，生物降解塑料可用于制作农用地膜、种子包装袋等，有助于提高农作物的产量和质量。在医疗领域，生物降解塑料可用于制作手术缝合线、植入物等医疗器械，为患者的健康提供更好保障。专家指出，生物降解塑料的发展前景广阔，但仍面临一些挑战。一方面，生物降解塑料的生产成本相对较高，限制了其广泛应用。另一方面，生物降解塑料的降解速度和降解条件仍需进一步优化和改进。因此，未来需要加强技术研发和创新，提高生物降解塑料的性能和降低成本，推动其在更多领域的应用。总之，生物降解塑料作为一种环保新选择，正逐渐引导未来塑料产业的发展方向。随着技术的不断进步和应用的拓展，相信生物降解塑料将在环保事业中发挥更大的作用，为地球家园的可持续发展贡献力量。
随着全球环保意识的日益增强，人们对于塑料制品的环保性要求越来越高。在这样的背景下，生物可降解塑料应运而生，成为环保领域的新宠。生物可降解塑料，顾名思义，是一种能够被自然界中的微生物分解的塑料材料。这种塑料材料在生产过程中，利用微生物的作用，将可再生资源转化为高分子材料。因此，与传统的合成塑料相比，生物可降解塑料具有更加环保、可持续的优点。首先，生物可降解塑料的使用性能与传统塑料相当，具有良好的耐用性和稳定性。这意味着，在生产过程中，可以保持其原有的性能，满足各种应用需求。其次，生物可降解塑料在废弃后，可以被环境中的微生物分解为水和二氧化碳等无害物质。这大大降低了对环境的污染，减轻了垃圾处理压力。同时，分解后的物质还可以作为有机肥料回归自然，促进生态循环。此外，生物可降解塑料的生产过程也更加环保。它利用可再生资源作为原料，如淀粉、纤维素等，大大降低了对传统石油资源的依赖。这不仅有助于减少碳排放，还有助于降低能源消耗。目前，全球范围内的许多国家和企业都在积极研发和推广生物可降解塑料。这种趋势表明，未来生物可降解塑料将在塑料市场中占据重要地位。然而，尽管生物可降解塑料具有诸多优点，但在实际应用中仍存在一些挑战。例如，其生产成本相对较高，影响了其在市场的普及率。此外，生物可降解塑料的降解速率受到环境条件的影响，需要进一步完善相关技术以提高其降解效率。尽管如此，随着科技的不断进步和环保意识的日益增强，我们有理由相信，生物可降解塑料将在未来发挥更大的作用。它将成为推动环保和可持续发展的重要力量，为人类创造更加美好的未来。总之，生物可降解塑料作为一种兼具环保和可持续发展的高分子材料，已经引起了全球范围内的广泛关注。随着相关技术的不断进步和应用领域的拓展，我们有理由相信，生物可降解塑料将在未来发挥更大的作用，为人类创造更加美好的生活环境。
随着外卖逐渐融入现代生活，随之而来的便是废弃餐盒问题。人们不禁疑问：它们＊终何去何从？是否会变为无用的垃圾，或者加剧生态环境的塑料污染呢？有鉴于此，东华大学的科研团队提出了解决之道——将废旧聚丙烯餐盒改造成超细化旦丙纶纤维，赋予其快干特性并制作成面料及T恤。这无疑为餐盒的回收利用创造了更高的附加值，有助于保护我们的环境免受污染。12月6日下午，东华大学松江校区举办了一场成果发布会，该活动由先进低维材料中心、纤维材料改性国家重点实验室、美团青山科技基金共同主办。与会者包括外卖平台、塑料回收企业、面料加工企业、设计师以及材料科学家等人。他们共同见证了以“首款再生餐盒料制备低碳丙纶面料”为主要内容的发布，并对未来可持续纺织品研发趋势展开了热烈讨论。李斌教授，项目负责人兼先进低维材料中心高分子碳中和平台研究员，谈到：“思考餐盒出路时，我们回想起二十年前饮用水瓶得以重新用于再生涤纶面料的经历，于是萌发了能否用聚丙烯餐盒制作再生丙纶面料的想法。这就是我们这项研究的起点。实验验证后，虽然过程充满挑战，但我们发现技术上可行。因此我们邀请了产业链的公司一同参与研发。经过大家的共同努力，成功克服了再生餐盒料除杂、去味、纺线以及面料生产等各项技术难点，使得从废旧餐盒到速干T恤的回收利用过程得以实现。”“如今的时代发展主题恰如我们耳熟能详的那句话，那就是低碳环保。同样，这也是材料科学发展的新方向。在高分子材料碳中和领域，我们极为欣喜得看到校企双方能够找到独特的交汇点，发挥各自所长，提供创新思路、方案以及产品。我们衷心期望产学研各方能深化合作，提升产业链的技术创新能力，推动技术进步与产品升级，为我国的‘双碳’发展贡献更多力量。”东华大学副校长赵震在接受采访时真挚地表示。
#1建筑材料的新兴趋势Emerging trends in building materials前言在经济飞速发展的今天，我们总是痴迷于建造，但也制造出了大量的建筑垃圾。和大多数的不可回收垃圾一样，建筑垃圾＊终也会被扔进垃圾填埋场，随着可用填埋土地的减少，我们也急迫的需要更加可持续的解决方案。而我国每年的建筑垃圾产生量高达18亿吨，资源化利用率却不足5%。各种生物基材料应用的发展更好地解决了当前建筑垃圾带来的环境问题，再次赋予材料生命的属性，为整个建筑领域带来新生。生物基材料带来建筑领域“革新”Trends for 2023▲2017年建筑和施工在＊终能源和污染中的全球份额近几年，生物基材料作为一种面向可持续未来的新型材料，开始逐渐在各领域发展起来并走入大众视野。建筑领域也是如此，全球经济中约40%-50%的原材料流向并应用于建筑产品和部件，这使得建筑生命周期内（包括制造、采购、使用和拆除）的能耗和温室气体排放成为不容忽视的环境影响，而生物基建筑材料因其环保性、循环性、可持续性等特质，成为替代传统材料的新选择，以生物基材料打造的可持续建筑解决方案逐渐成为当今的重要流行趋势与发展方向。▲生物基材料的主要来源：动物、真菌、植物 生物基建筑材料作为建筑行业的一种创新和可持续选择，侧重于使用来源于生物体，如植物、动物和真菌的材料。它是建筑围护结构应用中一种很有前途的替代品，旨在提高使用中的能源效率。▲生物基材料来源：蘑菇、菠萝、海藻▲生物基材料来源：咖啡渣▲生物基材料来源：秸秆#2生物基材料及其优势Bio-based materials and their advantages▲生物基材料：秸秆与菌丝图片来源：Studio Cartier什么是生物基材料？当一种建筑材料包含植物或动物生物质时，它被称为生物基材料。生物质是一种生物来源的材料，但地质或化石形成的材料除外。因此，它们的原材料主要来自可再生资源，主要使用农业或木材工业的副产品，按来源分, 主要为农业生物质、林业生物质、工业废弃物、固体废弃物四大类。▲生物基材料：软木建筑这些材料通常分为传统和新兴两大类，其中传统生物基产品是生物可降解的，由动物或植物材料制成。例子包括木材、纸浆和纸张、皮革以及作为作物基材料的亚麻、大麻、竹和椰子纤维。新兴生物基材料代表了更多创新和技术先进的选择，可能仍在开发中或开始进入市场。▲生物基材料循环图片来源：艾伦·麦克阿瑟基金会生物基建筑材料的优点是多方面的。它们是可再生的，具有低体内能量，并且可以是二氧化碳中性甚至是负值。此外，它们是优秀的热调节器，有助于节能建筑。它们可以通过光合作用迅速补充，对社会福祉产生积极影响，并且由于能够来源于植物和/或动物生物质的副产品和生物废料，被认为是可持续的。▲菌丝体建筑图片来源：Cecil Barnes V生物基材料的优势01环保可持续生物基建筑材料使用生物原料，例如植物纤维、竹材、麻材等，这些材料具有可再生性。使用生物基材料可以减少对非可再生资源的依赖，降低环境负荷并减少碳排放。同时，这些材料通常更易于回收和处理，有助于循环经济的实现。02良好的生物相容性生物基建筑材料通常对人体和环境更友好。它们往往具有较低的挥发性有机化合物（VOC）排放，减少室内空气污染。此外，生物基材料也更加生物相容，减少了对人体的过敏反应和健康风险。03良好的保温和隔热性能一些生物基建筑材料，如麻材和竹材，具有良好的保温和隔热性能。它们可以减少能源消耗，并提高建筑的能源效率。因此，生物基建筑材料在热带和寒冷地区具有潜在的应用优势。04多样性和可塑性生物基建筑材料具有多样性和可塑性，可以通过不同的加工和设计方式来实现多种建筑形态和用途。例如，生物基材料可以通过压制、热压成型、3D打印等方式生产出各种形状和尺寸的构件，以满足不同的建筑需求。03独特的设计性生物基建筑材料可以赋予建筑独特的自然美感和温馨感。其纹理、色彩和质感可以为建筑营造出独特的风格和氛围。生物基材料的重要性不仅仅在于可持续性它们被确定为减碳和减废的解决方案，与更广泛的可持续性战略保持一致。它们的应用潜力是多样的，从建筑建造到包装。向生物基材料的转变部分是由于对全球变暖、节能和生命周期分析问题日益增加的认识，使植物基材料被定位为环保、可持续和高效的。#3多种多样的生物基材料A wide variety of biobased materials在建筑行业的背景下，生物基材料可用于绝缘、结构组件和饰面等多种应用。这个领域的创新导致了非木质生物基建筑材料的发展，对亚麻、大麻、稻草、竹子、藤蔓、芦苇、羊毛、泥炭、草和几种髓植物等材料进行了广泛的研究。这些材料不仅环保，还在耐久性、强度和能源效率方面提供了改善的性能。以下是应用广泛的生物基材料：01软木是一种可再生的建筑材料，不会对树木造成伤害，并且十年后自然再生。它具有防火、隔音且极度防水的多种理想特性，适用于室内外多种用途。▲图片来源：Biohm菌丝体是真菌的营养生长部分，由孢子产生的数百个交织的纤维组成，干燥后极为坚固。与农场废料结合使用，可形成可以用于建筑的有机砖，之后可以分解并返回碳循环，菌丝体不仅在隔热和隔音方面优于石化或塑料基建筑材质，而且作为一种天然材料，它有着更安全、更健康的优势，使得基于菌丝体制成的建材成为传统材料的理想替代品。0203马铃薯淀粉制成的中密度纤维板 (MDF)这种中密度纤维板用马铃薯淀粉衍生的树脂替代了甲醛，降低了对健康和环境的影响。亚麻油布这种地板覆盖物由天然材料制成，如亚麻籽油、天然树脂、软木粉、木粉和石灰石粉，是一种可生物降解的选择，并且可以燃烧提供相对清洁的能源。0405▲图片来源：Iwan Baan生物塑料(大豆)生物塑料比合成塑料分解速度更快，产生生物质，使用的主要成分之一是基于大豆的粘合剂，有助于减少二氧化碳排放和甲醛的使用，同时在生产过程中也需要更低的温度。沙漠沙（ Finite）学生们开发的一种名为Finite的复合材料，使用丰富的沙漠沙子代替常用的细白沙，它与混凝土一样坚固，但与混凝土不同，是一种可以生物降解的材料，也可以收集后多次重复使用，减少材料消耗。06#4生物基材料的未来之路The way forward for bio-based materials▲图片来源：Arcadia生物基建筑材料的应用场景广泛，可以包括住宅、商业和工业建筑。它们可以根据不同建筑类型和气候的具体需求进行定制，为建筑师和建造者提供了一个多功能的工具包，用于设计不仅可持续性强，而且对居住者健康，并与循环经济目标保持一致的建筑。总结生物基材料的使用正在成为提高建筑物能源效率的关键，提供环境和经济效益。 在建筑中使用植物基生物质材料有助于减少化石能源需求，保护环境免受二氧化碳的侵害，并减少不可降解废物的产生。▲软木建筑图片来源：Adria Goula随着我们对可持续生活的需求，生物基建筑材料逐渐成为热门研究方向，相比传统建筑材料，它可以带来更广阔的前景与可持续发展，虽然目前我们同样也会面临的研究技术、生物相容性、成本把控、商业化等问题与挑战，但生物基建筑材料的已成为当今建筑领域重要的发展趋势，我们终将会打造一个与万物和谐共生的建筑生态环境。
聚合物蠕变对高分子材料使用的利弊引言聚合物是由大量重复单元连接而成的长链分子，具有广泛的应用领域，如塑料、橡胶、纤维等。聚合物的力学性能受温度、时间、应力等因素的影响，表现出粘弹性的特征，即介于弹性和粘性之间的行为。蠕变是指在恒定应力作用下，聚合物的形变随时间逐渐增加的现象，是聚合物的一种重要的粘弹性行为。[1]蠕变对聚合物材料的使用有利有弊，本文将从蠕变的机理、利弊和实例三个方面进行分析。Part 1蠕变的机理聚合物蠕变的机理主要有两种：分子链的构象变化和分子链的位移变化。分子链的构象变化是指在应力作用下，聚合物分子链从紧密卷曲的状态转变为较为伸展的状态，导致聚合物的体积和密度发生变化，这种变化是可逆的。分子链的位移变化是指在应力作用下，聚合物分子链在空间中发生相对移动，导致聚合物的结构和形状发生变化，这种变化是不可逆的。分子链的构象变化和位移变化的程度和速率取决于聚合物的结构、性质、应力大小、温度、时间等因素。[2]Part 2蠕变的三种形变 线性聚合物蠕变曲线[3]普弹形变：当高分子材料受到外力作用时，分子链内部的键长和键角立刻发生变化，这种形变量是很小的，称为普弹形变，外力除去后，普弹形变可以立刻回复。普弹形变的大小与外力成正比，符合虎克定律，可以用弹簧模型来表示。普弹形变的公式为：其中ϵ1是普弹形变，σ是外力，E1是普弹模量。高弹形变：分子链通过链段运动逐渐伸展的过程，形变量比普弹性变大得多，形变与时间成指数关系。外力除去后，高弹形变是逐渐回复的。高弹形变的大小与外力和时间有关，符合指数定律，可以用粘壶模型来表示。高弹形变的公式为：其中ϵ2是高弹形变，t是时间，τ是松弛时间，与链段运动的黏度η2和高弹模量E2有关，即τ=η2/E2。粘性流动：对于分子间没有化学交联的线形高分子，还会产生分子间的相对滑移，称为粘性流动，外力除去后，粘性流动是不能回复的。粘性流动的大小与外力和时间的乘积成正比，符合牛顿定律，可以用水平滑块模型来表示。粘性流动的公式为：其中ϵ3是粘性流动，η3是流动黏度。Part 3聚合物蠕变的利聚合物蠕变可以提高聚合物的柔韧性和韧性，使其能够承受较大的变形而不断裂，适合制作一些需要弯曲或拉伸的产品，如塑料袋、橡胶带等。聚合物蠕变可以使聚合物适应外界环境的变化，如温度、湿度、压力等，使其能够保持稳定的性能，适合制作一些需要耐高温、耐腐蚀、耐磨损的产品，如塑料管、密封件等。聚合物蠕变可以使聚合物具有一定的自修复能力，如在微小的裂纹或划痕处，聚合物可以通过蠕变使分子链重新排列，填补缺陷，恢复完整性，适合制作一些需要耐冲击、耐疲劳的产品，如汽车零件、运动器材等。一个聚合物蠕变的实际例子是牙膏。牙膏中含有大量的高分子化合物，如湿润剂、香料、起泡剂等，这些高分子链在牙膏管中是呈自然卷曲的，在被挤出牙膏管口那狭小位置时，高分子链在管口的作用下被迫发生链的舒展成线性状态，在挤出管口后，外力消失时，高分子链在无外力作用下回自然呈卷曲状态，从而使体积变大。这种蠕变现象使牙膏能够保持一定的流动性和粘度，方便使用。[4]Part 4聚合物蠕变的弊聚合物蠕变会降低聚合物的强度和刚度，使其在长时间的应力作用下发生永久的变形或断裂，不适合制作一些需要保持固定形状或承受较大载荷的产品，如桥梁、建筑物等。聚合物蠕变会影响聚合物的尺寸稳定性和精度，使其在温度或湿度的变化下发生收缩或膨胀，不适合制作一些需要精确控制尺寸或配合的产品，如机械零件、仪器仪表等。聚合物蠕变会导致聚合物的老化和性能下降，如在高温或紫外线的作用下，聚合物分子链会发生断裂或交联，使其变得脆化或硬化，不适合制作一些需要长期使用或耐老化的产品，如电线、服装等。一个聚合物蠕变的实际例子是塑料衣架。塑料衣架是由聚乙烯或聚丙烯等高分子材料制成的，当挂上重的衣服时，塑料衣架会在重力的作用下发生蠕变，使其弯曲或变形，影响其使用效果和美观。这种蠕变现象使塑料衣架不能承受过大的重量，不如金属衣架坚固耐用。[5]
