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標題: 新技術將纖維素織成日常用品 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2025-5-17 12:25 AM 標題: 新技術將纖維素織成日常用品

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　　隨著人們飲食習慣的改變﹐畜牧業得以快速發展。不過﹐牛﹑羊﹑豬等大型家畜的糞便早已超出環境負荷。英國科學家為了解決這一問題﹐開發出從牛糞中提取纖維素製成紡織材料的新技術並將其應用於日常用品的生產。
　　有研究顯示﹐全球養殖業產生的糞便數量﹐在短短20年間快速增長超過40%﹐總重量約50億噸。這導致龐大的動物糞便無法完全被有效利用﹐常被排入水道﹑河川和大海中﹐不僅嚴重影響當地的生態環境﹐還可能把疾病傳給人類。先前﹐人們將動物糞便用於作物肥料﹑燃料﹑房屋隔熱材料。隨著人們對動物廢棄物研究的深入﹐科學家開始從糞便中提取奈米纖維素等高價值物質﹐將其提煉成具有高價值的產品。這次英國倫敦大學(University College London)機械工程系的研究團隊開發了一項新技術﹐從收集的牛糞中提取纖維素﹐再將其製造成外科口罩﹑食品包裝等各類產品。這項研究成果於4月中旬發表在《清潔生產雜誌》上並獲得英國研究與創新署(UKRI)的資助。
　　纖維素是目前世界上最常使用的材料之一﹐它存在於植物的細胞壁﹐於19世紀中葉工業革命起被廣泛提取﹐做成合成材料。如今它已廣泛用於製造保鮮膜﹑醫用口罩﹑紙製品﹑紡織品﹑食品和藥品等產品中。該研究團隊首先將含纖維素(1.6~23.5%)﹑半纖維素(1.4~12.8%)和木質素(2.7~13.9%)的生牛糞樣本晾乾﹐再放入烘箱進行烘乾消毒。隨後實驗人員把乾燥的牛糞研磨並篩分成較小的顆粒﹐再透過冰醋酸﹑次氯酸鈉溶液﹑氯化鈉(NaCl)﹑氫氧化鈉(NaOH)等化學藥品﹐去除牛糞裡面的蛋白質﹑脂肪﹑碳水化合物等非纖維素的物質﹐再透過機器提取裡面的奈米纖維素。
　　實驗人員採用改良過的「濕式水平噴嘴加壓紡絲技術」(NPS)﹐是通過高速旋轉和壓力將奈米纖維素從噴嘴噴出﹐再將纖維素接觸水後形成帶狀﹑網狀物和薄膜纖維。這種新技術是一種節能工藝﹐無需靜電紡絲等其它纖維生產技術所需的高電壓。實驗人員表示﹐研究仍處於早期階段﹐但這些不同型態的纖維可用於包裝﹑儲能﹑電子和生物醫藥等領域上﹐因此相當的有潛力。
　　研究團隊表示﹐改造現有加壓紡絲機以適應新製程相對簡單。不過﹐目前最大的挑戰是牛糞的回收﹑運輸物流與儲藏。他們目前正在尋找與酪農合作﹐希望擴大生產規模﹐實現環境與商業雙贏﹐讓廢棄物質能夠循環再利用。研究的資深作者﹑倫敦大學學院機械工程系教授莫漢·埃迪里辛哈(Mohan Edirisinghe)對該校的新聞室說﹐「我們最初的問題是﹐是否有可能提取牛糞中存在的纖維素微小碎片(牛糞是動物食用植物後留下的)﹐並將其製成可用的纖維素材料。」。
　　埃迪里辛哈教授接著說﹐「從糞便中提取碎片相對簡單﹐只需溫和的化學反應和均質化﹐將其轉化為液體溶液。然而﹐我們嘗試使用過去的加壓紡絲技術﹐卻無法將這些碎片正常轉化成纖維。」他進一步解釋﹐團隊透過反覆試驗﹐發現使用帶有表面噴嘴的水平容器(而非垂直容器)﹐能成功把液體噴射至靜止或流動的水中形成纖維素﹐還可透過改變液體的稠度﹐創造出例如網狀﹑薄膜或帶狀纖維素﹐將它們運用到不同的場景。
　　埃迪里辛哈接著說﹐「我們還不太清楚這個過程為何有效﹐但它確實有效弄出我們要的纖維素。這種改良過的濕式水平噴嘴加壓紡絲技術﹐其設備﹑容器是由本校設計和製造﹐因此擴大其規模相當容易。」倫敦大學學院機械工程系的研究人員則表示﹐「奶牛場的牛糞等廢棄物﹐因為污染人類水源﹑釋放溫室氣體及傳播病原體﹐已經對環境和人體構成威脅。若要妥善處理這些廢棄物產生的成本﹐也會給農民帶來負擔。」。「現在改良過的濕式噴嘴加壓紡絲技術﹐不僅能充分的利用這些牛糞廢棄物﹐甚至還可能為養殖業創造新的收入來源。」。

作者: tomboss 時間: 2025-5-18 11:29 PM

濕式水平噴嘴加壓紡絲技術
可以把便便變成有用的纖維
真的是很神奇

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