Sa patuloy na pagpapabuti ng pandaigdigang kamalayan sa pangangalaga sa kapaligiran at ang lalong agarang pangangailangan para sa napapanatiling pag-unlad, ang mga tradisyunal na materyales ay nahaharap sa maraming hamon, at ang mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay lumitaw bilang isang umuusbong na bio-based na materyal. Ang artikulong ito ay nagpapaliwanag sa mga katangian, pananaliksik at pag-unlad at katayuan ng produksyon ng mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo, malalim na sinusuri ang mga prospect ng aplikasyon nito sa packaging, tela, konstruksiyon, agrikultura at iba pang larangan, at ginalugad ang mga pagkakataon at hamon na kinakaharap, na umaasa sa mga uso sa pag-unlad sa hinaharap , na naglalayong magbigay ng komprehensibong sanggunian para sa mga nauugnay na practitioner ng industriya, mananaliksik at gumagawa ng patakaran, at tumulong sa pagsulong ng malawakang aplikasyon at pang-industriya na pag-upgrade ng mga materyal na pangkalikasan ng trigo.
1. Panimula
Sa panahon ngayon, ang mga isyu sa kapaligiran ay naging isa sa mga pangunahing salik na pumipigil sa pag-unlad ng lipunan ng tao. Ang mga tradisyunal na materyales tulad ng mga plastik at mga hibla ng kemikal ay nagdulot ng serye ng mga seryosong problema tulad ng mga kakulangan sa mapagkukunan, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at puting polusyon sa panahon ng produksyon, paggamit at paggamot sa basura. Laban sa background na ito, ito ay kagyat na makahanap ng renewable, degradable at environment friendly na mga alternatibong materyales. Bilang isang mahalagang pananim na pagkain na malawakang itinatanim sa mundo, ang mga by-product ng trigo sa proseso ng pagproseso, tulad ng wheat straw at wheat bran, ay natagpuang may malaking potensyal na pag-unlad ng materyal. Unti-unting umuusbong ang mga materyal na pangkalikasan ng trigo na binago ng mga makabagong teknolohiya at inaasahang maghuhubog muli ng maraming pang-industriyang pattern.
2. Pangkalahatang-ideya ngtrigo kapaligiran friendly na mga materyales
Mga mapagkukunan at sangkap ng mga hilaw na materyales
Ang mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay pangunahing nagmula sadayami ng trigoat bran. Ang wheat straw ay mayaman sa selulusa, hemicellulose at lignin, at ang mga natural na polimer na ito ay nagbibigay ng pangunahing suporta sa istruktura para sa materyal. Ang selulusa ay may mga katangian ng mataas na lakas at mataas na pagkikristal, na nagbibigay ng katigasan ng materyal; ang hemicellulose ay medyo madaling pababain at maaaring mapabuti ang pagganap ng pagproseso; Pinahuhusay ng lignin ang katigasan at paglaban ng tubig ng materyal. Ang wheat bran ay mayaman sa dietary fiber, protina at isang maliit na halaga ng taba, mineral, atbp., na maaaring makadagdag sa kakulangan ng mga bahagi ng dayami at ma-optimize ang pagganap ng materyal, tulad ng pagpapabuti ng flexibility at mga katangian ng ibabaw, na ginagawa itong mas angkop para sa sari-saring teknolohiya sa pagproseso .
Proseso ng paghahanda
Sa kasalukuyan, ang proseso ng paghahanda ng mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay sumasaklaw sa pisikal, kemikal at biyolohikal na mga pamamaraan. Ang mga pisikal na pamamaraan tulad ng mekanikal na pagdurog at hot pressing molding, na dinudurog ang straw at pagkatapos ay hinuhubog ito sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na presyon, ay simpleng patakbuhin at mababa ang gastos. Kadalasang ginagamit ang mga ito sa paghahanda ng mga pangunahing produkto tulad ng mga disposable tableware at mga plato; Kasama sa mga pamamaraan ng kemikal ang mga reaksyon ng esterification at etherification, na gumagamit ng mga chemical reagents upang baguhin ang molekular na istraktura ng mga hilaw na materyales upang mapabuti ang pagdirikit at paglaban ng tubig ng mga materyales upang matugunan ang mas mataas na mga kinakailangan para sa packaging at mga aplikasyon ng tela, ngunit may panganib ng mga residu ng kemikal na reagent; Ang mga biyolohikal na pamamaraan ay gumagamit ng mga mikroorganismo o mga enzyme upang pababain at baguhin ang mga hilaw na materyales. Ang proseso ay berde at banayad, at ang mga pinong materyales na may mataas na halaga ay maaaring ihanda. Gayunpaman, ang mahabang ikot ng pagbuburo at mataas na halaga ng paghahanda ng enzyme ay nililimitahan ang malakihang aplikasyon, at karamihan sa mga ito ay nasa yugto ng pananaliksik at pag-unlad ng laboratoryo.
3. Mga kalamangan ng mga materyales na pangkalikasan sa kapaligiran
Kabaitan sa kapaligiran
Mula sa pananaw ng pagtatasa ng ikot ng buhay, ang mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay nagpakita ng kanilang mga pakinabang. Ang proseso ng paglago ng hilaw na materyal nito ay sumisipsip ng carbon dioxide at naglalabas ng oxygen, na tumutulong upang maibsan ang epekto ng greenhouse; ang proseso ng produksyon ay may mababang pagkonsumo ng enerhiya, na lubos na binabawasan ang pagtitiwala sa fossil energy kumpara sa petroleum-based na plastic synthesis; ang paggamot sa basura pagkatapos gamitin ay simple, at maaari itong ma-biodegraded nang mabilis sa natural na kapaligiran, sa pangkalahatan ay nabubulok sa hindi nakakapinsalang tubig, carbon dioxide at humus sa loob ng ilang buwan hanggang ilang taon, na epektibong nilulutas ang mga problema sa kapaligiran tulad ng polusyon sa lupa at pagbara ng tubig sanhi ng "daang taong hindi kaagnasan" ng mga tradisyonal na plastik.
Resource Renewability
Bilang taunang pananim, ang trigo ay malawakang itinatanim at may malaking pandaigdigang output bawat taon, na maaaring patuloy at matatag na makapagbibigay ng sapat na hilaw na materyales para sa paghahanda ng materyal. Hindi tulad ng hindi nababagong mga mapagkukunan tulad ng langis at karbon, hangga't ang produksyon ng agrikultura ay makatwirang pinaplano, ang mga hilaw na materyales ng trigo ay halos hindi mauubos, na nagsisiguro sa pangmatagalang supply chain ng industriya ng materyal, binabawasan ang mga panganib sa industriya na dulot ng pagkaubos ng mapagkukunan, at umaayon sa konsepto ng circular economy.
Natatanging pagganap
Ang mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay may mahusay na pagkakabukod ng init at mga katangian ng pagkakabukod ng tunog, na nagmula sa panloob na porous fiber na istraktura nito. Pinupuno ito ng hangin upang bumuo ng isang natural na hadlang, na may malaking pakinabang sa larangan ng pagbuo ng mga insulation board; sa parehong oras, ang materyal ay magaan sa texture at may mababang density, na binabawasan ang bigat ng produkto at pinapadali ang transportasyon at paggamit. Halimbawa, sa larangan ng aerospace packaging, binabawasan nito ang mga gastos habang tinitiyak ang proteksiyon na pagganap; bilang karagdagan, mayroon din itong ilang mga katangian ng antibacterial. Ang mga natural na sangkap sa wheat straw at wheat bran ay may epekto sa pagpigil sa paglaki ng ilang microorganism, pagpapahaba ng shelf life ng produkto, at may malawak na prospect sa mga application ng food packaging.
4. Aplikasyon ng mga patlang ng trigo sa kapaligiran na mga materyales
Industriya ng packaging
Sa larangan ng pag-iimpake, unti-unting pinapalitan ng mga materyal na pangkalikasan ng trigo ang tradisyonal na plastic packaging. Sa mga tuntunin ng disposable tableware, mga plato, lunch box, straw, atbp. na gawa sa wheat straw ay katulad ng hitsura sa plastik, ngunit hindi nakakalason at walang lasa, at hindi naglalabas ng mga mapanganib na kemikal kapag pinainit, na nakakatugon sa mga pangangailangan ng paghahatid ng pagkain. Ilang malalaking chain catering company ang nagsimulang subukan at i-promote ang mga ito; sa express packaging, ginagamit ang cushioning materials, envelope, at mga karton na gawa dito para punan ang lining, na may mahusay na cushioning performance, pinoprotektahan ang mga produkto at nabubulok sa parehong oras, binabawasan ang akumulasyon ng express na basura. Ang mga platform ng e-commerce at mga express na kumpanya ay nag-pilot nito, at inaasahang muling bubuo ang berdeng logistics packaging system.
Industriya ng tela
Ang cellulose fiber ay nakuha mula sa wheat straw at wheat bran, at pinoproseso sa isang bagong uri ng tela sa pamamagitan ng isang espesyal na proseso ng pag-ikot. Ang ganitong uri ng tela ay malambot at balat-friendly, breathable, at may mas mahusay na moisture absorption kaysa sa purong cotton. Ito ay tuyo at komportableng isuot, at may sariling natural na kulay at texture. Ito ay may natatanging aesthetic na halaga at lumitaw sa mga larangan ng high-end na fashion at mga kasangkapan sa bahay. Ang ilang mga tatak ng fashion ay naglunsad ng limitadong edisyon ng wheat fiber na damit, na nakakuha ng atensyon sa merkado at nag-inject ng sigla sa pagbuo ng napapanatiling fashion.
Industriya ng konstruksiyon
Bilang isang materyal na pagkakabukod ng gusali, ang mga panel na friendly sa kapaligiran ng trigo ay madaling i-install, at ang epekto ng pagkakabukod ay maihahambing sa tradisyonal na mga panel ng polystyrene, ngunit walang mga panganib sa pagkasunog ng huli at nakakalason na paglabas ng gas, na nagpapabuti sa kaligtasan ng sunog ng mga gusali; kasabay nito, ginagamit ang mga ito para sa panloob na dekorasyon, tulad ng mga panel at kisame na pampalamuti sa dingding, upang lumikha ng natural at mainit na kapaligiran, at maaari ring ayusin ang kahalumigmigan sa loob, sumipsip ng mga amoy, at lumikha ng isang malusog na kapaligiran sa pamumuhay. Ang ilang mga proyekto sa pagpapakita ng ekolohikal na gusali ay pinagtibay ang mga ito sa malalaking dami, na nangunguna sa trend ng mga berdeng materyales sa gusali.
Larangan ng agrikultura
Sa produksyong pang-agrikultura, ang mga kaldero ng punla at malts na gawa sa mga materyales na pangkalikasan ng trigo ay may mahalagang papel. Ang mga kaldero ng punla ay maaaring natural na masira, at hindi na kailangang alisin ang mga kaldero kapag naglilipat ng mga punla, pag-iwas sa pinsala sa ugat at pagpapabuti ng rate ng kaligtasan ng paglipat; Sinasaklaw ng nabubulok na mulch ang lupang sakahan, nagpapanatili ng kahalumigmigan at nagpapataas ng temperatura upang isulong ang paglago ng pananim, at nabubulok ang sarili nito pagkatapos ng panahon ng paglaki, nang hindi naaapektuhan ang susunod na paglilinang ng pananim, nilulutas ang problema ng tradisyonal na mga latak ng plastic mulch na nagpaparumi sa lupa at nakakahadlang sa mga operasyong pang-agrikultura, at nagsusulong ng sustainable. pag-unlad ng agrikultura.
V. Mga hamon na kinakaharap ng pagbuo ng mga materyales na pangkalikasan ng trigo
Mga teknikal na bottleneck
Sa kabila ng pag-unlad sa pananaliksik at pag-unlad, umiiral pa rin ang mga teknikal na paghihirap. Una, pag-optimize ng pagganap ng materyal. Sa mga tuntunin ng pagpapabuti ng lakas at water resistance upang matugunan ang mga kumplikadong sitwasyon sa paggamit, hindi mabalanse ng mga kasalukuyang teknolohiya ang gastos at pagganap, na naghihigpit sa pagpapalawak ng mga high-end na application. Pangalawa, ang proseso ng produksyon ay hindi matatag, at ang pagbabagu-bago ng mga sangkap ng hilaw na materyales sa iba't ibang mga batch ay humahantong sa hindi pantay na kalidad ng produkto, na nagpapahirap na makamit ang standardized na malakihang produksyon, na nakakaapekto sa kumpiyansa sa pamumuhunan ng korporasyon at promosyon sa merkado.
Mga kadahilanan sa gastos
Sa kasalukuyan, mas mataas ang halaga ng mga materyal na friendly na trigo kaysa sa mga tradisyonal na materyales. Sa yugto ng pagkolekta ng hilaw na materyal, ang dayami ay nakakalat, ang radius ng koleksyon ay malaki, at ang pag-iimbak ay mahirap, na nagpapataas ng mga gastos sa transportasyon at warehousing; sa yugto ng produksyon, ang mga advanced na kagamitan ay umaasa sa mga pag-import, ang mga paghahanda ng biological enzyme at mga chemical modification reagents ay mahal, at bagaman ang pagkonsumo ng enerhiya sa produksyon ay medyo mababa, ito ay nagdudulot pa rin ng malaking bahagi ng gastos; sa maagang yugto ng promosyon sa merkado, ang epekto ng sukat ay hindi nabuo, at ang halaga ng produkto ng yunit ay hindi maaaring bawasan. Ito ay nasa isang kawalan sa pakikipagkumpitensya sa mababang presyo na tradisyonal na mga materyales, na humahadlang sa mga mamimili at negosyo sa pagpili.
Ang kamalayan at pagtanggap sa merkado
Matagal nang nakasanayan ng mga mamimili ang mga tradisyunal na materyales at produkto, at may limitadong kaalaman sa mga materyal na pangkalikasan ng trigo. Nag-aalala sila tungkol sa kanilang tibay at kaligtasan, at may kaunting pagpayag na bumili; sa panig ng negosyo, nalilimitahan sila ng gastos at teknikal na mga panganib at maingat tungkol sa pagbabago sa mga bagong materyales. Sa partikular, ang mga maliliit at katamtamang laki ng mga negosyo ay kulang sa mga pondo at talento ng R&D, at ito ay mahirap na mag-follow up sa oras; bilang karagdagan, ang downstream na pang-industriya na kadena ay hindi mahusay na kagamitan, at mayroong kakulangan ng mga propesyonal na pasilidad sa pag-recycle at paggamot, na nakakaapekto sa pag-recycle ng mga produktong basura, at sa gayon ay pumipigil sa pagpapalawak ng front-end na merkado ng mga materyales.
VI. Mga diskarte sa pagtugon at mga pagkakataon sa pag-unlad
Kooperasyon ng industriya-unibersidad-pananaliksik upang masira ang teknolohiya
Ang mga unibersidad, institusyong pang-agham na pananaliksik at mga negosyo ay dapat magtulungan nang malapit. Ang mga unibersidad ay dapat magbigay ng buong laro sa kanilang mga pakinabang sa pangunahing pananaliksik at tuklasin ang mga bagong mekanismo ng pagbabago ng materyal at mga landas ng biotransformation; ang mga institusyong siyentipikong pananaliksik ay dapat tumuon sa pag-optimize ng proseso, at sama-samang magsagawa ng pilot production kasama ang mga negosyo upang madaig ang mga isyung teknikal na katatagan; ang mga negosyo ay dapat magbigay ng mga pondo at feedback sa merkado upang mapabilis ang industriyalisasyon ng mga resulta ng siyentipikong pananaliksik, tulad ng pagtatatag ng magkasanib na mga sentro ng R&D, at ang pamahalaan ay dapat magtugma at magbigay ng suporta sa patakaran upang isulong ang teknolohikal na pag-ulit at pag-upgrade.
Binabawasan ng suporta sa patakaran ang mga gastos
Ipinakilala ng gobyerno ang mga patakaran sa subsidy upang magbigay ng mga subsidyo sa transportasyon para sa koleksyon ng hilaw na materyales upang mabawasan ang mga gastos sa logistik; ang bahagi ng produksiyon ay nagbibigay ng mga pagbubukod sa buwis para sa mga pagbili ng kagamitan at pananaliksik at pagpapaunlad ng bagong teknolohiya upang hikayatin ang mga negosyo na mag-update ng teknolohiya; ang mga negosyo sa ibaba ng agos na gumagamit ng mga materyal na pangkalikasan ng trigo, tulad ng mga kumpanya ng packaging at konstruksiyon, ay binibigyan ng subsidyo sa green procurement upang pasiglahin ang pangangailangan sa merkado, at sa pamamagitan ng suporta ng buong industriyal na kadena, tumulong na mabawasan ang mga gastos at paliitin ang agwat ng presyo sa mga tradisyonal na materyales.
Palakasin ang publisidad at pahusayin ang kamalayan
Gumamit ng media, mga eksibisyon, at mga tanyag na aktibidad sa agham upang maisapubliko ang mga bentahe at mga kaso ng aplikasyon ng mga materyal na friendly sa kapaligiran ng trigo sa pamamagitan ng maraming channel, ipakita ang sertipikasyon sa kaligtasan at tibay ng produkto, at alisin ang mga alalahanin ng consumer; magbigay ng teknikal na pagsasanay at patnubay sa pagbabago para sa mga negosyo, magbahagi ng matagumpay na mga karanasan sa kaso, at pasiglahin ang sigasig ng korporasyon; magtatag ng mga pamantayan sa industriya at mga sistema ng pagkilala sa produkto, gawing pamantayan ang merkado, gawing madali para sa mga mamimili at negosyo na makilala at magtiwala, lumikha ng isang mahusay na pang-industriya na ekolohiya, at sakupin ang berdeng pagkonsumo at sustainable development na mga pagkakataon sa merkado.
VII. Outlook sa hinaharap
Sa patuloy na teknolohikal na pagbabago, patuloy na pagpapabuti ng mga patakaran, at pinahusay na kamalayan sa merkado, ang mga materyal na palakaibigan sa kapaligiran ng trigo ay inaasahang maghahatid ng paputok na pag-unlad. Sa hinaharap, isisilang ang mga high-performance na composite na mga materyales ng trigo, pagsasama-sama ng mga pakinabang ng iba't ibang natural o sintetikong materyales, at palawakin sa mga high-tech na larangan tulad ng mga sasakyan at electronics; lilitaw ang matalinong nakikitang mga materyales ng trigo, real-time na pagsubaybay sa kapaligiran at pagiging bago ng pagkain, pagbibigay kapangyarihan sa matalinong packaging at matalinong mga tahanan; mabubuo ang mga industrial cluster, at ang buong kadena mula sa pagtatanim ng hilaw na materyal, pagproseso ng materyal hanggang sa pag-recycle ng produkto ay bubuo sa isang koordinadong paraan, pagsasakatuparan ng mahusay na paggamit ng mapagkukunan at pag-maximize ng mga benepisyong pang-industriya, pagiging pangunahing puwersa ng pandaigdigang industriya ng berdeng materyales, at paglalagay ng isang matatag na materyal na pundasyon para sa napapanatiling kaunlaran ng lipunan ng tao.
VIII. Konklusyon
Ang mga materyal na pangkapaligiran ng trigo, kasama ang kanilang namumukod-tanging mga pakinabang sa kapaligiran, mapagkukunan at pagganap, ay nagpakita ng malawak na mga prospect sa maraming larangan. Bagama't kasalukuyang nahaharap sila sa maraming hamon tulad ng teknolohiya, gastos, at merkado, inaasahang malalampasan nila ang mga paghihirap sa pamamagitan ng pinagsama-samang pagsisikap ng lahat ng partido. Ang pagsamantala sa pagkakataong puspusang umunlad ay hindi lamang malulutas ang krisis sa kapaligiran na dulot ng mga tradisyunal na materyales, ngunit magsilang din ng mga umuusbong na berdeng industriya, makamit ang win-win na sitwasyon ng paglago ng ekonomiya at pangangalaga sa kapaligiran, magbubukas ng bagong panahon sa larangan ng materyales, at lumikha ng mas magandang ekolohikal na tahanan para sa mga susunod na henerasyon.