中(zhong)國科(ke)(ke)(ke)學院理化技術研究(jiu)所(以下簡稱中(zhong)科(ke)(ke)(ke)院理化所)研究(jiu)員、工程(cheng)塑(su)料(liao)國家(jia)工程(cheng)研究(jiu)中(zhong)心主任季君暉及其帶領的科(ke)(ke)(ke)研團隊經過兩(liang)年的研究(jiu)，研制出一種可在海水中(zhong)降解的高分子材料(liao)。

　　中(zhong)科院理(li)化(hua)(hua)所于6月(yue)13日與海(hai)(hai)(hai)(hai)南(nan)省(sheng)科技(ji)廳在(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)口簽署戰略(lve)合(he)作(zuo)協議(yi)，雙方(fang)將共建海(hai)(hai)(hai)(hai)南(nan)省(sheng)降解塑料(liao)技(ji)術創新中(zhong)心，研究降解塑料(liao)領域的(de)新技(ji)術、新產(chan)品、新工藝等(deng)，推進海(hai)(hai)(hai)(hai)水可(ke)降解塑料(liao)技(ji)術在(zai)海(hai)(hai)(hai)(hai)南(nan)進行中(zhong)試(即產(chan)品正式投產(chan)前的(de)試驗)，盡早實現海(hai)(hai)(hai)(hai)水可(ke)降解塑料(liao)的(de)產(chan)業化(hua)(hua)，為海(hai)(hai)(hai)(hai)南(nan)全面鋪開的(de)"禁塑"工作(zuo)注入科技(ji)力量。

　　埃爾派專注精細化(hua)材料粉(fen)碎20年(nian)，在【打造(zao)無污染工業】的大(da)環境下(xia)，選(xuan)擇精細化(hua)粉(fen)碎研(yan)磨，請(qing)選(xuan)埃爾派。

　　海水可降解塑料應(ying)用越(yue)早越(yue)好

　　海(hai)水(shui)可(ke)降解(jie)塑料(liao)，是中科院理化所與海(hai)南省合作的核心。什(shen)(shen)么(me)是海(hai)水(shui)可(ke)降解(jie)塑料(liao)?為(wei)什(shen)(shen)么(me)要研發它(ta)?

　　"海(hai)水可降解(jie)塑料，就是(shi)能在(zai)海(hai)水中(zhong)降解(jie)的聚酯復(fu)合材料。"季君暉說，研發(fa)它(ta)是(shi)為了解(jie)決日(ri)益嚴(yan)峻的海(hai)洋塑料污染(ran)問題，替代難以降解(jie)的通用塑料，保護(hu)海(hai)洋生態環境，"海(hai)南當前已開啟(qi)'禁塑'工作(zuo)，加上海(hai)南是(shi)海(hai)洋大(da)省(sheng)，海(hai)水可降解(jie)塑料應(ying)用越(yue)早越(yue)好，范圍(wei)越(yue)廣(guang)越(yue)好。"

　　海洋塑料垃圾(ji)污染超乎想象

　　當前，塑料污染(ran)已成為地(di)球(qiu)上直逼氣候(hou)變化的另一重大威脅，因(yin)為它正在(zai)急(ji)劇污染(ran)每一種自然系統，并(bing)危及越來越多(duo)的生(sheng)物。

　　紀錄片(pian)《塑料(liao)海洋》揭露塑料(liao)垃圾帶給海洋的災難

　　";人們(men)關注塑(su)料污染(ran)問(wen)題(ti)始(shi)于上(shang)世紀60年代。人類對(dui)陸地(di)上(shang)塑(su)料污染(ran)的感受越(yue)來(lai)越(yue)深(shen)刻，科學(xue)家們(men)最先想辦法解決的是(shi)陸地(di)塑(su)料污染(ran)問(wen)題(ti)。"季君暉(hui)說，這才有了我(wo)們(men)現在常(chang)用的生物降(jiang)解塑(su)料。

　　但事實(shi)上，海(hai)洋(yang)(yang)(yang)塑料垃(la)圾污(wu)染，以及它(ta)們(men)對(dui)海(hai)洋(yang)(yang)(yang)生態環境(jing)的危害，早已遠(yuan)遠(yuan)超出了(le)我們(men)的想象。"當前地(di)球每年產生的塑料超過(guo)3億噸(dun)，其中(zhong)相當一(yi)部(bu)分使(shi)用后被直接丟入海(hai)洋(yang)(yang)(yang)，還有部(bu)分從陸地(di)通(tong)過(guo)河道、風力最終進入海(hai)洋(yang)(yang)(yang)。"季君暉說，目前人類活(huo)動和洋(yang)(yang)(yang)流導致這些(xie)塑料垃(la)圾集中(zhong)分布于北太(tai)平洋(yang)(yang)(yang)、南(nan)太(tai)平洋(yang)(yang)(yang)、北大(da)(da)西洋(yang)(yang)(yang)、南(nan)大(da)(da)西洋(yang)(yang)(yang)及印度(du)洋(yang)(yang)(yang)中(zhong)部(bu)。

　　"近年(nian)來塑(su)料(liao)的(de)使(shi)用量(liang)越(yue)來越(yue)大，據估算，如果現在的(de)塑(su)料(liao)消(xiao)費(fei)方(fang)式沒有顯著變化，到2050年(nian)，全球海洋中(zhong)塑(su)料(liao)總重(zhong)量(liang)將超(chao)過魚(yu)類的(de)總重(zhong)量(liang)。"季君暉說，這是(shi)一(yi)件非常可怕的(de)事情，目前(qian)在美國夏威夷和加(jia)利福尼亞州之間(jian)有座"塑(su)料(liao)島(dao)"，160萬平(ping)方(fang)公里(li)全是(shi)塑(su)料(liao)，很多人(ren)戲謔(nve)地稱(cheng)之為"世界第八大洲"。

　　生物降(jiang)解(jie)塑料在海水中無(wu)法(fa)被(bei)降(jiang)解(jie)

　　為了(le)遏(e)制(zhi)"白色(se)(se)污染"蔓延，國際社會不(bu)約而同展(zhan)開"限(xian)塑"甚至"禁(jin)塑"工(gong)作(zuo)，目(mu)前(qian)全球已有60多個(ge)國家(jia)和地(di)區(qu)出臺了(le)相關限(xian)制(zhi)塑料(liao)使用(yong)(yong)的(de)政(zheng)策或法令。隨著科學研究(jiu)的(de)深(shen)入，聚乳酸(suan)(PLA)、聚丁二酸(suan)丁二醇酯(zhi)(PBS)及其共聚酯(zhi)(PBAT)、聚己內(nei)酯(zhi)(PCL)和聚羥(qian)基烷酸(suan)酯(zhi)(PHAs)等生物降解(jie)材料(liao)(生物降解(jie)塑料(liao))，已經大規(gui)模替代了(le)不(bu)可降解(jie)的(de)通(tong)用(yong)(yong)塑料(liao)，一定(ding)程度(du)上緩解(jie)了(le)陸地(di)上的(de)"白色(se)(se)污染"。

　　那么(me)，生物降解塑料在海水中可(ke)以(yi)降解嗎?答案(an)是(shi)不能。

　　生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)大都(dou)是含酯鍵的高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)(liao)，分(fen)子(zi)鏈相對(dui)脆弱，可以被自(zi)然界許多微生(sheng)物(wu)(wu)分(fen)解、消化(hua)，最終形成二氧化(hua)碳和(he)水(shui)。"與陸地(di)土壤不同，海(hai)水(shui)中微生(sheng)物(wu)(wu)量極少(shao)，而(er)且(qie)海(hai)水(shui)溫度也比(bi)較低，生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)(liao)在(zai)海(hai)水(shui)中不能像(xiang)在(zai)陸地(di)上一樣降(jiang)(jiang)解，或者說很長時間內都(dou)無法在(zai)海(hai)水(shui)中被降(jiang)(jiang)解。"季君暉說，因此科研人員需(xu)要開發能夠在(zai)海(hai)洋(yang)環(huan)境中降(jiang)(jiang)解的新型(xing)高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)(liao)。

　　開(kai)發海水可降解(jie)塑料迫(po)在(zai)眉睫

　　"我們必須知道，幾乎(hu)所有類型的塑料(liao)(liao)都(dou)已經(jing)在海洋中(zhong)(zhong)找到。"季君(jun)暉說，它們在海水(shui)中(zhong)(zhong)受光、風(feng)化、渦流(liu)機(ji)械和生物群的不(bu)斷作用，最終形成(cheng)直徑小于(yu)5毫米的"微塑料(liao)(liao)"，這些塑料(liao)(liao)微粒或漂浮(fu)在海水(shui)中(zhong)(zhong)、或沉入海底(di)，幾十年(nian)甚至幾百年(nian)都(dou)不(bu)會(hui)分解，對(dui)整個海洋環境造成(cheng)了嚴(yan)重的污(wu)染。

　　在海洋中彌散性分布的(de)塑(su)料微(wei)粒使無數海鳥、魚(yu)和其他海洋生物受到滅頂之(zhi)災，并逐(zhu)漸(jian)通過食物鏈將毒素帶到人類的(de)餐桌。"中國科學(xue)家研究發現，平(ping)均(jun)每克食用鹽中含有一(yi)顆'微(wei)塑(su)料'。這都是(shi)不(bu)可降解塑(su)料進入(ru)海洋的(de)后果，這不(bu)是(shi)危言聳聽，這是(shi)人類必須直面的(de)海洋污染(ran)問題。"季君(jun)暉說。

　　與(yu)治(zhi)理處理陸地上的(de)"白色污染"不同，人們幾乎無(wu)法對(dui)細小的(de)塑(su)(su)料(liao)微粒進(jin)(jin)行(xing)廣(guang)泛收集(ji)和(he)處理。"海洋(yang)塑(su)(su)料(liao)污染的(de)治(zhi)理日益(yi)緊(jin)迫，同時也困難(nan)重重。"季君暉說，要(yao)解決(jue)這一問(wen)題(ti)最根本(ben)的(de)有效辦法，就是(shi)讓塑(su)(su)料(liao)進(jin)(jin)入海水后自行(xing)降解消失(shi)，因此開發和(he)使用能在海洋(yang)環境中自行(xing)降解的(de)塑(su)(su)料(liao)制品，替代難(nan)降解的(de)塑(su)(su)料(liao)制品，迫在眉睫。

　　中國團隊誕生(sheng)海水可降解塑料

　　當(dang)前(qian)國(guo)際上海(hai)水可(ke)降(jiang)解材(cai)料的(de)(de)(de)相關研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)才(cai)剛剛起(qi)步(bu)。"雖然海(hai)水降(jiang)解塑料已經得到全(quan)球專家的(de)(de)(de)高(gao)度重視，但是國(guo)際上海(hai)水可(ke)降(jiang)解塑料的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)還是鳳毛(mao)麟角(jiao)，只有中(zhong)(zhong)國(guo)、日(ri)本、德國(guo)等國(guo)家的(de)(de)(de)極少數跨國(guo)企業和(he)(he)科(ke)研(yan)(yan)機(ji)構開始(shi)著手(shou)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)。"季君暉說，2017年，工(gong)程塑料國(guo)家工(gong)程研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)心(xin)和(he)(he)中(zhong)(zhong)科(ke)院理(li)化所組織近10名博士(shi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)海(hai)水可(ke)降(jiang)解塑料，走在(zai)全(quan)國(guo)前(qian)列。

　　從分(fen)子結構設(she)計出發，歷經艱難攻關、經過反復(fu)實驗，2018年季君暉團隊(dui)研制(zhi)出了一種可在海(hai)水中(zhong)降(jiang)解的高(gao)分(fen)子材料，可以(yi)理解為海(hai)水可降(jiang)解塑(su)料制(zhi)品(pin)的"前身(shen)"。

　　在海水里(li)浸泡3個月(yue)的海水可降解塑料(liao)樣品(pin)

　　良好保存的樣品

　　海水可降(jiang)解塑(su)料制品，外觀與普通(tong)塑(su)料無明顯差別。

　　"這種新(xin)型材料(liao)，既有在(zai)海(hai)洋水(shui)體中的降(jiang)解性，也能(neng)在(zai)土壤中降(jiang)解，可在(zai)被廢棄到(dao)土壤或(huo)海(hai)洋中數十天到(dao)數百(bai)天內被分解成(cheng)水(shui)和二氧化碳(tan)等(deng)物質。"季君暉說，雖然海(hai)水(shui)可降(jiang)解塑料(liao)誕生了，但(dan)它仍處在(zai)實驗室層面，距離投產應用還(huan)有很長一段路要走。

　　有望減少人(ren)類塑料污染增量

　　一般(ban)來說(shuo)，進入海洋(yang)的(de)塑料(liao)大致(zhi)分為兩類(lei)，一類(lei)是塑料(liao)垃圾，一類(lei)是在海洋(yang)中使用的(de)塑料(liao)制品。"根(gen)據塑料(liao)制品的(de)用途(tu)不同，我們要(yao)選擇(ze)不同性能(neng)的(de)海水可(ke)降解高分子(zi)材料(liao)。"季君暉說(shuo)。

　　舉個例子(zi)，漁網是(shi)常見的(de)(de)塑料(liao)制品，為了防治(zhi)海(hai)洋塑料(liao)垃圾，未來的(de)(de)漁網需用(yong)海(hai)水可降(jiang)解塑料(liao)制成，"漁網是(shi)用(yong)來打魚(yu)的(de)(de)，它不(bu)可以剛放進海(hai)里沒多久就(jiu)被降(jiang)解了，否則(ze)打魚(yu)成本太高。"季君暉說，因此科研人員(yuan)要考慮漁網在海(hai)水中的(de)(de)使用(yong)壽命，延長其被降(jiang)解的(de)(de)時間，"需要較長時間降(jiang)解"就(jiu)是(shi)這一(yi)高分子(zi)材(cai)料(liao)的(de)(de)性能之一(yi)。

　　以此反推，如(ru)果(guo)廢棄的(de)包裝(zhuang)盒、保鮮(xian)膜、纖維等塑(su)料(liao)制品進入海洋，那它(ta)們(men)(men)就(jiu)是塑(su)料(liao)垃圾(ji)，"我們(men)(men)需要(yao)縮短其被降解的(de)時間。"季君暉說，這些生產生活上的(de)不同需求，也是科研(yan)人(ren)員在研(yan)發中需要(yao)考慮(lv)的(de)因素。

　　從實驗室走向產業化仍(reng)需要過程

　　從2018年開始，在中科(ke)院(yuan)深海(hai)所、三沙航(hang)跡珊(shan)瑚(hu)礁保(bao)護研(yan)究所的(de)協(xie)助下，季(ji)君暉(hui)團隊在渤海(hai)、東(dong)海(hai)和(he)南海(hai)等不(bu)(bu)同海(hai)洋環境(jing)對海(hai)水(shui)可降(jiang)解的(de)高分(fen)子材料(liao)(liao)(liao)進行(xing)了降(jiang)解測試和(he)篩選，定型了不(bu)(bu)同應(ying)用(yong)背景的(de)高分(fen)子材料(liao)(liao)(liao)品種，未來他們可以根據(ju)不(bu)(bu)同應(ying)用(yong)，設計出不(bu)(bu)同性能(neng)的(de)材料(liao)(liao)(liao)。

　　"進行海(hai)試，是為(wei)了(le)研究(jiu)不(bu)同高分子(zi)材料在不(bu)同海(hai)洋環境中保持性能(neng)(neng)不(bu)顯著降低的(de)時(shi)間(即以后產(chan)品(pin)可能(neng)(neng)的(de)使(shi)用壽命)，降解(jie)消失(shi)速度如何，以此判斷塑料性能(neng)(neng)，以便(bian)開發應用。"季君暉說，目前海(hai)水(shui)可降解(jie)塑料海(hai)試工作(zuo)取得了(le)海(hai)水(shui)可降解(jie)塑料制備(bei)的(de)初步(bu)成果，接下(xia)來就(jiu)要解(jie)決工程(cheng)技術問題，為(wei)產(chan)業化示范(fan)做(zuo)準備(bei)。

　　"海(hai)水(shui)可降(jiang)(jiang)解塑(su)料(liao)不僅可以在(zai)(zai)海(hai)水(shui)中被降(jiang)(jiang)解，也可以在(zai)(zai)陸地土壤里被降(jiang)(jiang)解。"季(ji)君暉(hui)說，治理海(hai)洋污染問題，是(shi)為人(ren)類的生存而戰，他們所作的一切(qie)努力，都是(shi)為了在(zai)(zai)人(ren)類塑(su)料(liao)用量持續增加的前提下，盡全力減少(shao)塑(su)料(liao)污染的增量。

　　埃(ai)爾派專注于超細超純粉(fen)(fen)碎(sui)與分(fen)級研(yan)究(jiu)、粉(fen)(fen)體(ti)形(xing)狀控制與選擇性粉(fen)(fen)碎(sui)、粉(fen)(fen)體(ti)表面改性、以及為粉(fen)(fen)體(ti)工程(cheng)設備的(de)系統集成提供解決方案，牢記“以粉(fen)(fen)體(ti)技(ji)術開創(chuang)先進材(cai)料的(de)未來”的(de)使(shi)命，秉(bing)承(cheng)“合(he)規(gui)篤信，和合(he)共生”的(de)理念。自主研(yan)制的(de)粉(fen)(fen)碎(sui)機、分(fen)級機，以及顆粒整形(xing)、包覆、修飾等關鍵技(ji)術的(de)突破(po)(po)，打破(po)(po)了(le)國外(wai)技(ji)術壁壘(lei)，填補(bu)了(le)國內行業空白，大(da)大(da)推進了(le)醫(yi)藥(yao)、食品(pin)、化工、礦物、新材(cai)料、固廢處理等領域的(de)技(ji)術進步和產業升級。

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