Dengan peningkatan berterusan kesedaran global tentang perlindungan alam sekitar dan permintaan yang semakin mendesak untuk pembangunan mampan, bahan tradisional menghadapi banyak cabaran, dan bahan mesra alam gandum telah muncul sebagai bahan berasaskan bio yang baru muncul. Artikel ini menghuraikan ciri-ciri, penyelidikan dan pembangunan serta status pengeluaran bahan mesra alam gandum, menganalisis secara mendalam prospek penggunaannya dalam pembungkusan, tekstil, pembinaan, pertanian dan bidang lain, dan meneroka peluang dan cabaran yang dihadapi, menantikan trend pembangunan masa depan , bertujuan untuk menyediakan rujukan komprehensif untuk pengamal industri, penyelidik dan penggubal dasar yang berkaitan, dan membantu mempromosikan aplikasi meluas dan peningkatan industri bagi bahan mesra alam gandum.
1. Pengenalan
Pada era hari ini, isu alam sekitar telah menjadi salah satu faktor utama yang menyekat pembangunan masyarakat manusia. Bahan tradisional seperti plastik dan gentian kimia telah menyebabkan beberapa siri masalah serius seperti kekurangan sumber, penggunaan tenaga yang tinggi, dan pencemaran putih semasa pengeluaran, penggunaan dan rawatan sisa. Berdasarkan latar belakang ini, adalah penting untuk mencari bahan alternatif yang boleh diperbaharui, terdegradasi dan mesra alam. Sebagai tanaman makanan penting yang ditanam secara meluas di dunia, hasil sampingan gandum dalam proses pemprosesan, seperti jerami gandum dan dedak gandum, didapati mempunyai potensi pembangunan material yang besar. Bahan mesra alam gandum yang diubah oleh teknologi inovatif secara beransur-ansur muncul dan dijangka membentuk semula pelbagai corak perindustrian.
2. Gambaran keseluruhangandum bahan mesra alam
Sumber dan ramuan bahan mentah
Bahan mesra alam gandum terutamanya berasal darijerami gandumdan dedak. Jerami gandum kaya dengan selulosa, hemiselulosa dan lignin, dan polimer semulajadi ini memberikan sokongan struktur asas untuk bahan tersebut. Selulosa mempunyai ciri-ciri kekuatan tinggi dan kehabluran tinggi, yang memberikan keliatan bahan; hemiselulosa agak mudah terdegradasi dan boleh meningkatkan prestasi pemprosesan; lignin meningkatkan ketegaran dan rintangan air bahan. Dedak gandum kaya dengan serat makanan, protein dan sedikit lemak, mineral, dll., yang boleh menambah kekurangan komponen jerami dan mengoptimumkan prestasi bahan, seperti meningkatkan fleksibiliti dan sifat permukaan, menjadikannya lebih sesuai untuk teknologi pemprosesan yang pelbagai .
Proses penyediaan
Pada masa ini, proses penyediaan bahan mesra alam gandum meliputi kaedah fizikal, kimia dan biologi. Kaedah fizikal seperti penghancuran mekanikal dan pengacuan menekan panas, yang menghancurkan straw dan kemudian membentuknya di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi, adalah mudah untuk dikendalikan dan kos rendah. Ia sering digunakan untuk menyediakan produk utama seperti pinggan mangkuk pakai buang dan pinggan; kaedah kimia termasuk tindak balas pengesteran dan pengeteran, yang menggunakan reagen kimia untuk mengubah suai struktur molekul bahan mentah untuk meningkatkan lekatan dan rintangan air bahan untuk memenuhi keperluan yang lebih tinggi untuk pembungkusan dan aplikasi tekstil, tetapi terdapat risiko sisa reagen kimia; kaedah biologi menggunakan mikroorganisma atau enzim untuk merosot dan mengubah bahan mentah. Prosesnya adalah hijau dan lembut, dan bahan halus bernilai tambah tinggi boleh disediakan. Walau bagaimanapun, kitaran penapaian yang panjang dan kos penyediaan enzim yang tinggi mengehadkan aplikasi berskala besar, dan kebanyakannya berada dalam peringkat penyelidikan dan pembangunan makmal.
3. Kelebihan bahan mesra alam gandum
Kemesraan alam sekitar
Dari perspektif penilaian kitaran hayat, bahan mesra alam gandum telah menunjukkan kelebihannya. Proses pertumbuhan bahan mentahnya menyerap karbon dioksida dan membebaskan oksigen, yang membantu mengurangkan kesan rumah hijau; proses pengeluaran mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, yang sangat mengurangkan pergantungan kepada tenaga fosil berbanding dengan sintesis plastik berasaskan petroleum; rawatan sisa selepas digunakan adalah mudah, dan ia boleh terbiodegradasi dengan cepat dalam persekitaran semula jadi, secara amnya terurai menjadi air yang tidak berbahaya, karbon dioksida dan humus dalam beberapa bulan hingga beberapa tahun, dengan berkesan menyelesaikan masalah alam sekitar seperti pencemaran tanah dan penyumbatan air. disebabkan oleh "tidak berkarat seratus tahun" plastik tradisional.
Kebolehperbaharuan Sumber
Sebagai tanaman tahunan, gandum ditanam secara meluas dan mempunyai pengeluaran global yang besar setiap tahun, yang boleh secara berterusan dan stabil menyediakan bahan mentah yang mencukupi untuk penyediaan bahan. Tidak seperti sumber yang tidak boleh diperbaharui seperti minyak dan arang batu, selagi pengeluaran pertanian dirancang dengan munasabah, bahan mentah gandum hampir tidak habis, yang memastikan rantaian bekalan jangka panjang industri bahan, mengurangkan risiko industri yang disebabkan oleh kekurangan sumber, dan menepati konsep ekonomi bulat.
Prestasi yang unik
Bahan mesra alam gandum mempunyai penebat haba yang baik dan sifat penebat bunyi, yang diperoleh daripada struktur gentian berliang dalamannya. Udara mengisinya untuk membentuk penghalang semula jadi, yang mempunyai kelebihan ketara dalam bidang membina papan penebat; pada masa yang sama, bahan itu bertekstur ringan dan mempunyai ketumpatan relatif yang rendah, yang mengurangkan berat produk dan memudahkan pengangkutan dan penggunaan. Sebagai contoh, dalam bidang pembungkusan aeroangkasa, ia mengurangkan kos sambil memastikan prestasi perlindungan; di samping itu, ia juga mempunyai ciri-ciri antibakteria tertentu. Bahan-bahan semula jadi dalam jerami gandum dan dedak gandum mempunyai kesan menghalang pertumbuhan beberapa mikroorganisma, memanjangkan jangka hayat produk, dan mempunyai prospek yang luas dalam aplikasi pembungkusan makanan.
4. Bidang aplikasi gandum bahan mesra alam
Industri pembungkusan
Dalam bidang pembungkusan, bahan mesra alam gandum secara beransur-ansur menggantikan pembungkusan plastik tradisional. Dari segi pinggan mangkuk pakai buang, pinggan, kotak makan tengah hari, penyedut minuman, dsb. yang diperbuat daripada jerami gandum adalah serupa dengan rupa plastik, tetapi tidak toksik dan tawar, dan tidak melepaskan bahan kimia berbahaya apabila dipanaskan, memenuhi keperluan penghantaran makanan. Beberapa syarikat katering rantaian besar telah mula mencuba dan mempromosikannya; dalam pembungkusan ekspres, bahan kusyen, sampul surat, dan karton yang diperbuat daripadanya digunakan untuk mengisi lapisan, yang mempunyai prestasi kusyen yang baik, melindungi barangan dan terdegradasi pada masa yang sama, mengurangkan pengumpulan sampah ekspres. Platform e-dagang dan syarikat ekspres telah merintisnya, dan ia dijangka membentuk semula sistem pembungkusan logistik hijau.
Industri tekstil
Serat selulosa diekstrak daripada jerami gandum dan dedak gandum, dan diproses menjadi jenis kain tekstil baharu melalui proses pemintalan khas. Kain jenis ini lembut dan mesra kulit, bernafas, dan mempunyai penyerapan lembapan yang lebih baik daripada kapas tulen. Ia kering dan selesa dipakai, serta mempunyai warna dan tekstur semula jadi yang tersendiri. Ia mempunyai nilai estetik yang unik dan telah muncul dalam bidang fesyen mewah dan kelengkapan rumah. Sesetengah jenama fesyen telah melancarkan pakaian gentian gandum edisi terhad, yang telah menarik perhatian pasaran dan menyuntik tenaga ke dalam pembangunan fesyen yang mampan.
Industri pembinaan
Sebagai bahan penebat bangunan, panel mesra alam gandum mudah dipasang, dan kesan penebat adalah setanding dengan panel polistirena tradisional, tetapi tanpa bahaya pelepasan gas toksik dan mudah terbakar yang terakhir, meningkatkan keselamatan kebakaran bangunan; pada masa yang sama, ia digunakan untuk hiasan dalaman, seperti panel hiasan dinding dan siling, untuk mewujudkan suasana semula jadi dan hangat, dan juga boleh melaraskan kelembapan dalaman, menyerap bau, dan mewujudkan persekitaran hidup yang sihat. Beberapa projek demonstrasi bangunan ekologi telah menerima pakainya dalam kuantiti yang banyak, menerajui trend bahan binaan hijau.
Bidang pertanian
Dalam pengeluaran pertanian, pasu anak benih dan sungkupan yang diperbuat daripada bahan mesra alam gandum memainkan peranan penting. Pasu anak benih boleh terdegradasi secara semula jadi, dan tidak perlu mengeluarkan pasu apabila memindahkan anak benih, mengelakkan kerosakan akar dan meningkatkan kadar survival pemindahan; sungkupan boleh terurai meliputi tanah ladang, mengekalkan kelembapan dan meningkatkan suhu untuk menggalakkan pertumbuhan tanaman, dan mereput sendiri selepas musim penanaman berakhir, tanpa menjejaskan penanaman tanaman seterusnya, menyelesaikan masalah sisa sungkupan plastik tradisional yang mencemarkan tanah dan menghalang operasi pertanian, dan menggalakkan kelestarian. pembangunan pertanian.
V. Cabaran yang dihadapi oleh pembangunan bahan mesra alam gandum
Kesesakan teknikal
Walaupun terdapat kemajuan dalam penyelidikan dan pembangunan, kesukaran teknikal masih wujud. Pertama, pengoptimuman prestasi bahan. Dari segi meningkatkan kekuatan dan rintangan air untuk memenuhi senario penggunaan yang kompleks, teknologi sedia ada tidak dapat mengimbangi kos dan prestasi, yang menyekat pengembangan aplikasi mewah. Kedua, proses pengeluaran tidak stabil, dan turun naik bahan mentah dalam kelompok yang berbeza membawa kepada kualiti produk yang tidak sekata, menjadikannya sukar untuk mencapai pengeluaran berskala besar yang standard, menjejaskan keyakinan pelaburan korporat dan promosi pasaran.
Faktor kos
Pada masa ini, kos bahan mesra alam gandum adalah lebih tinggi daripada bahan tradisional. Dalam peringkat pengumpulan bahan mentah, jerami bertaburan, jejari pengumpulan adalah besar, dan penyimpanan sukar, yang meningkatkan kos pengangkutan dan pergudangan; dalam peringkat pengeluaran, peralatan canggih bergantung kepada import, penyediaan enzim biologi dan reagen pengubahsuaian kimia adalah mahal, dan walaupun penggunaan tenaga pengeluaran agak rendah, ia masih menyumbang sebahagian besar kos; pada peringkat awal promosi pasaran, kesan skala belum terbentuk, dan kos produk unit tidak dapat dikurangkan. Ia berada pada kelemahan dalam bersaing dengan bahan tradisional berharga rendah, yang menghalang pengguna dan perusahaan daripada memilih.
Kesedaran dan penerimaan pasaran
Pengguna telah lama terbiasa dengan bahan dan produk tradisional, dan mempunyai pengetahuan terhad tentang bahan mesra alam gandum. Mereka bimbang tentang ketahanan dan keselamatan mereka, dan mempunyai sedikit kesanggupan untuk membeli; di sisi perusahaan, mereka dihadkan oleh kos dan risiko teknikal dan berhati-hati tentang transformasi kepada bahan baharu. Khususnya, perusahaan kecil dan sederhana kekurangan dana dan bakat R&D, dan sukar untuk membuat susulan mengikut masa; di samping itu, rantaian perindustrian hiliran tidak dilengkapi dengan baik, dan terdapat kekurangan kemudahan kitar semula dan rawatan profesional, yang menjejaskan kitar semula produk buangan, dan seterusnya menghalang pengembangan pasaran bahan hadapan.
VI. Strategi tindak balas dan peluang pembangunan
Kerjasama industri-universiti-penyelidikan untuk menerobos teknologi
Universiti, institusi penyelidikan saintifik dan perusahaan harus bekerjasama rapat. Universiti harus memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihan mereka dalam penyelidikan asas dan meneroka mekanisme pengubahsuaian bahan baharu dan laluan biotransformasi; institusi penyelidikan saintifik harus memberi tumpuan kepada pengoptimuman proses, dan bersama-sama menjalankan pengeluaran perintis dengan perusahaan untuk mengatasi isu kestabilan teknikal; perusahaan harus menyediakan dana dan maklum balas pasaran untuk mempercepatkan perindustrian hasil penyelidikan saintifik, seperti menubuhkan pusat R&D bersama, dan kerajaan harus memadankan dan menyediakan sokongan dasar untuk menggalakkan lelaran dan peningkatan teknologi.
Sokongan dasar mengurangkan kos
Kerajaan telah memperkenalkan dasar subsidi untuk menyediakan subsidi pengangkutan bagi kutipan bahan mentah bagi mengurangkan kos logistik; bahagian pengeluaran menyediakan pengecualian cukai untuk pembelian peralatan dan penyelidikan dan pembangunan teknologi baharu untuk menggalakkan perusahaan mengemas kini teknologi; perusahaan hiliran yang menggunakan bahan mesra alam gandum, seperti syarikat pembungkusan dan pembinaan, diberi subsidi perolehan hijau untuk merangsang permintaan pasaran, dan melalui sokongan keseluruhan rantaian industri, membantu mengurangkan kos dan merapatkan jurang harga dengan bahan tradisional.
Memperkukuh publisiti dan meningkatkan kesedaran
Gunakan media, pameran dan aktiviti sains popular untuk menghebahkan kelebihan dan kes aplikasi bahan mesra alam gandum melalui pelbagai saluran, memaparkan pensijilan keselamatan dan ketahanan produk, dan menghapuskan kebimbangan pengguna; menyediakan latihan teknikal dan panduan transformasi untuk perusahaan, berkongsi pengalaman kes yang berjaya, dan merangsang semangat korporat; mewujudkan piawaian industri dan sistem pengenalan produk, menyeragamkan pasaran, memudahkan pengguna dan perusahaan untuk mengenal pasti dan mempercayai, mewujudkan ekologi perindustrian yang baik, dan merebut penggunaan hijau dan peluang pasaran pembangunan mampan.
VII. Tinjauan Masa Depan
Dengan inovasi teknologi yang berterusan, penambahbaikan dasar yang berterusan, dan kesedaran pasaran yang lebih baik, bahan mesra alam gandum dijangka membawa kepada pembangunan yang meletup. Pada masa hadapan, bahan gandum komposit berprestasi tinggi akan dilahirkan, menyepadukan kelebihan pelbagai bahan semula jadi atau sintetik, dan berkembang ke bidang berteknologi tinggi seperti kereta dan elektronik; bahan-bahan gandum yang boleh dilihat pintar akan muncul, pemantauan masa nyata persekitaran dan kesegaran makanan, memperkasakan pembungkusan pintar dan rumah pintar; kelompok industri akan dibentuk, dan keseluruhan rantaian daripada penanaman bahan mentah, pemprosesan bahan kepada kitar semula produk akan berkembang dengan cara yang diselaraskan, merealisasikan penggunaan sumber yang cekap dan memaksimumkan faedah industri, menjadi kuasa teras industri bahan hijau global, dan meletakkan asas material yang kukuh untuk kemakmuran mampan masyarakat manusia.
VIII. Kesimpulan
Bahan mesra alam gandum, dengan kelebihan alam sekitar, sumber dan prestasi yang luar biasa, telah menunjukkan prospek yang luas dalam banyak bidang. Walaupun mereka kini menghadapi banyak cabaran seperti teknologi, kos, dan pasaran, mereka dijangka menerobos kesukaran itu melalui usaha bersepadu semua pihak. Merebut peluang untuk bersungguh-sungguh membangun bukan sahaja akan menyelesaikan krisis alam sekitar yang disebabkan oleh bahan tradisional, tetapi juga akan melahirkan industri hijau yang baru muncul, mencapai situasi menang-menang pertumbuhan ekonomi dan perlindungan alam sekitar, membuka era baharu dalam bidang bahan, dan mencipta rumah ekologi yang lebih baik untuk generasi akan datang.