大学师生“塑战到底” 破解“白色污染”难题

  中青报·中青网见习记者 杨洁 记者 樊未晨

  一个塑料袋从生产车间运送出来，流转商场、水泥地面、垃圾桶等不同地点，但这可能并不是它的最终宿命，或许还会流入海洋，被海洋生物所误食。长期以来，微塑料污染覆盖了从赤道到极地、从海洋表面到大海深处的角落，对生态环境造成持久伤害。

  “在解决‘白色污染’问题之中，新型可降解材料改性技术是可行路径之一。”北京工商大学轻工技术与工程学院院长翁云宣说。近期，该校团队获得第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛全国赛特等奖，其创新研制的适用于生产可降解杯、膜袋、吸管等三十余种可降解材料，正在部分企业中投入使用。

  这支“塑战到底”的团队中，多为95后学生和80后青年教师，围绕新型可降解材料改性技术进行了3年研究。

  从就读研究生起，北京工商大学机械工程专业学生胡瑞宸就关注到了塑料的可降解问题。胡瑞宸曾带领团队去往政府部门、生产企业展开市场调研，发现市面上正在使用的普通塑料或者可降解塑料成本较高。对企业来说，在生产可降解塑料时，从原材料到生产线设备的成本一直居高不下；公众对于可降解塑料使用的意识较低，市场需求还未完全被释放。

  北京工商大学计算机与人工智能学院副教授李刚是团队的指导老师之一，带领学生展开核心技术的攻关。团队要解决的第一个问题是调整材料的属性，通过设置配方的比例去获得持续稳定的材料性能。以在田地中使用的农用地膜为例，降解速率需要跟植物的生长周期匹配。当植物破土而出之时，农用地膜可以自然开裂，等到农作物成熟时，地膜达到完全降解，节省了回收的人力成本。

  在这场“塑料之战”中，团队还研发出了在透气性、耐热性、拉伸强度、阻隔性、降解可控性均显著增强的可降解材料，在外观上进行了绿色化设计。胡瑞宸解释，一般市面上所使用的塑料袋颜色鲜艳，在染色环节会存在一定程度的化学污染。团队研发的材料配方，可以利用竹粉、秸秆、甘蔗渣等废弃生物质，实现天然颜色，使得产品包装向绿色化、环保化的方向转变。

  在北京工商大学材料与化工专业研三学生陈天宇的观察中，目前外卖所用的餐盒和吸管的绿色化还不够，安全性上也需要进一步提升。团队结合聚乳酸本身的特性，通过调控体系中的某一溶剂的含量，来控制薄膜疏水性，进行功能化聚乳酸材料改造，进一步提高塑料表面的抗菌功能。

  要实现“配方”的研制并非易事。在参与制备具有超疏水－抗菌协同功能的聚乳酸产品之中，如何研发新型疏水功能化体系，让陈天宇犯了难。实验需要在一个密闭的环境之中进行，需要严格控制环境的温度和湿度，保证样品在实验之下数据的精准性。调配溶剂的种类、溶剂的比例，需要依次记录。每次实验的调整，涉及了20多种因素的变化，要保证科研的准确性，每个因素需要10次以上的重复实验。

  在超疏水的重复实验中，陈天宇的生活也在“不断地复制着”：每天8点来到实验室，进入密闭空间，调整加湿器控制室内温度和湿度，采集样品放入实验体系之中，控制环境之中空气的流速，观察材料表面微结构的变化，记录实验数据。

  但他颇为乐观，“科研的乐趣，就是在不断重复枯燥实验之后，通过调整设计，等待一个量变的过程，实现产品的性能提升”。

  团队所研发的新型可降解材料改性技术瞄准市场需求。对北京工商大学机械工程专业学生龚珏来说，最艰难但也最有成就感的地方在于投产前测试环节。他跟随团队展开降解剂的测试与分析，在一个月的时间里，团队成员们时刻关注微生物的降解活性，定期开展采样，观察有机物的释放比例和塑料降解的程度。

  “只有经过大量实验次数测定的产品，未来在真正投放时才可以经受市场的检验。”龚珏说。

  加入团队之后，北京工商大学法学专业的甘诗昀越来越关注身边产品的塑料材料情况。她和同学去买奶茶时，会仔细看塑料杯上的材料说明，在购物结账时，会宁愿多花一块钱购买可降解材料的塑料。

  “我们的调研和产品希望可以推动更多的人去关注生活中塑料产品，让更多消费者了解可降解塑料的信息，提升社会对于环境保护的意识。”甘诗昀说。

  如今，团队所生产研发的新型可降解材料在宁波、扬州等地企业开始投入生产。翁云宣提到，未来这个年轻团队打算继续“塑战到底”，进一步降低产品的生产成本，从技术上优化降解塑料的可控性。

  在北京工商大学党委副书记李中奇看来：“科研要与‘生活’紧密联系。科研课题要引导学生在观察社会之中发现问题，选择赛道，通过学校搭建的学科特色平台提供孵化和指导，让成果走出‘实验室’，用科研成果改变生产生活，真正把论文写在祖国大地上。”