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關於 生物可分解塑膠



前陣子《人選之人─造浪者》影集在台灣大受歡迎,影集的其中一個故事軸線聚焦在虛構的生物可分解塑膠「BPL」及其引發的爭議。回歸到現實生活,曾為新興材料的生物可分解塑膠PLA,也因為難以回收的困境,政府宣布將於今年8月率先禁用PLA材質的免洗餐具。不禁讓人思索,未來世代還有哪些替代塑膠製品的可能。

每年全世界製造超過2億噸塑膠垃圾,因為難以分解,進入土地、流入海洋後造成各式各樣的污染。標榜「生物可分解」的PLA(聚乳酸)塑膠,一度被業者視為減塑的良方。環保署卻公告從今年8月起,包括便利商店、連鎖速食店、超級市場、百貨公司、購物中心等八大場所,不能提供PLA材質的免洗餐具。


原因就在於,PLA必須在特定的工業堆肥環境才能分解,台灣欠缺適合的處理設備,加上無法進入既有的回收體系,反而讓原本的回收分類混淆,造成更大的問題。


可食用的海藻塑膠

淘汰塑膠是一條漫長的道路,雖然完美的替代品尚未出現,但在大環境的驅動下,不斷有團隊嘗試開發不同的素材。其中最具潛力的替代原料,非海藻莫屬。原因在於海藻不僅天然、容易分解,而且成本非常低。


倫敦的環保新創公司Notpla商務總監凱伊(Tristan Kaye)表示,「它不用農田、不需要淡水、不仰賴肥料、無需太多人為干預。在海裡自然生長即可」,而且海藻的量之大,幾乎是取之不盡。


Notpla探索了海藻取代塑膠的各種可能一一包括以海藻為塗料的外送餐盒、用來包裝食品或化妝品的海藻薄膜,以及提供由海藻製成,能夠裝水、酒或果汁的小囊袋。海藻袋就像包牛奶糖的糯米紙一樣,無味可食用,就算進入自然環境,也只要幾週就能分解。


除了Notpla之外,包括德國生技公司onefıve、澳洲新創公司Uluu、芬蘭的ObO等公司,都是以海藻為原料製作替代塑膠。旨在尋找塑膠薄膜替代方案的「Tom Ford塑膠創新獎」(Tom Ford Plastic Innovation Prize),今年三個獲獎者也全都採用海藻來製造生物塑膠。


市場也日益接受海藻替代塑膠製品,2019年的倫敦馬拉松主辦單位,並沒有在終點線為選手準備傳統瓶裝水,而是以海藻製成的可食用水球膠囊。此舉不僅減少20萬個塑膠水瓶,也為選手帶來別開生面的體驗。


「負碳」的甲烷塑膠

另一個成功進入市場的塑膠替代產品Aircarbon,是以溫室氣體甲烷與空氣為原料,藉海洋微生物發酵的過程,將原料固化成類似塑膠的天然聚合物。


甲烷固化的基礎科學存在已久,但一直未能商業化。直到生物科技公司Newlight Technologies花了10年時間找出提升生產效率的生物催化劑,才讓「甲烷塑膠」順利問世,命名為Aircarbon。


用Aircarbon製成的產品可以在家庭堆肥,或在海洋與土壤中降解,更重要的是,因為生產過程捕獲了本來會被釋放的溫室氣體,成為不折不扣的「負碳」產品。根據英國組織碳信託(Carbon Trust)的計算,每生產一公斤的Aircarbon,就能吸收88公斤的二氧化碳當量。


白色顆粒狀的Aircarbon能被熔化、純化與壓模,製程與塑膠相當類似,因此用途廣泛,不但能製造如叉子、湯匙、吸管等一次性使用的餐具,也能生產耐用的旅行箱、太陽眼鏡、手提包,甚至作為皮革替代品。如今包括美國漢堡連鎖店Shake Shack、運動用品大廠Nike都是Newlight的客戶。


「如果你真的想對環境產生巨大影響,你必須關注性能、關注價格、關注規模化的能力」Newlight執行長赫瑞瑪(Mark Herrema)表示,「否則就只是個『好主意』,卻難以實現。」


蕈類做成減震材料與防彈衣

除了海藻與甲烷,包括甘蔗、洋蔥皮、竹子、馬鈴薯,乃至大麻,都有研究機構嘗試做成塑膠替代品,最新發表在《科學進展》(Science Advances)上的研究,則是把木蹄層孔菌(Fomes fomentarius),視為取代塑膠的明日之星。


木蹄層孔菌普遍存在於北半球,主要寄生在樺樹與腐爛枯木上,因為堅韌耐燒,自古遊牧民族就把它當火種來用。芬蘭科技研究院(VTT Technical Research Centre)卻發現超越火種的可能性。


木蹄層孔菌的特別之處在於有三層結構,每層都有不同的特性及用途。研究的共同作者、芬蘭科技研究院資深科學家穆罕默迪(Pezhman Mohammadi)表示,木蹄層孔菌外殼堅固,可以用來製造擋風玻璃的抗衝擊塗層,或是美式足球頭盔等運動裝備的減震材料;中間層柔軟,觸感良好,可以做成仿皮革製品;第三層則有著類似木材的結構。


「木蹄層孔菌有望成為一種堅固、輕盈且永續的高性能材料,」穆罕默迪表示,從隔熱隔音材料、飛機外殼、耳機零件到防彈衣,都是木蹄層孔菌可以取代傳統塑膠的方向。但他也不諱言,就如任何一項剛起步的技術一樣,木蹄層孔菌的潛力還要數年的研發才能完全實現。


資料來源:環境資訊中心

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