英國蘇塞克斯大學(xué)生首創(chuàng)以魚類廢棄物為原料的可降解塑料,替代一次性塑料前景廣闊
我國是世界十大塑料制品生產(chǎn)和消費(fèi)國之一,塑料垃圾污染由來已久。早在十多年前,“白色污染”的治理就成為學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的重要議題。而在全球范圍內(nèi),上至珠穆朗瑪峰,下至馬里亞納海溝,塑料制品對全球環(huán)境造成的不良影響愈加凸顯,全球塑料垃圾問題亟待解決。據(jù)世界銀行統(tǒng)計的數(shù)據(jù),近半個世紀(jì)以來,塑料產(chǎn)量增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于任何一種制造業(yè)用料。全球超過40%的塑料只使用一次便被丟棄,但目前大多數(shù)生物塑料及可堆肥塑料并不適用于現(xiàn)有的垃圾處理設(shè)施。
英國蘇塞克斯大學(xué)的Lucy Hughes發(fā)明的由有機(jī)魚廢棄物制成的生物可降解一次性塑料——MarinaTex在全球數(shù)千參賽作品中突出重圍,最終獲得2019年戴森設(shè)計大獎國際冠軍的殊榮。
MarinaTex是一次性塑料的生物可降解替代品,由有機(jī)魚廢棄物和取源于當(dāng)?shù)氐募t藻制成。它具有和塑料一樣的外形和觸感,相比石油加工制造而成的塑料具有更結(jié)實(shí)、更安全及可持續(xù)的特點(diǎn)。MarinaTex使用紅藻結(jié)合從魚廢棄物中提取的蛋白質(zhì)的獨(dú)特配方,從而達(dá)到很高的連結(jié)強(qiáng)度和彈性。它在家即可降解,也就是說在4-6周內(nèi)它就能在家用食物垃圾中分解,且不需要特定的垃圾管理基礎(chǔ)設(shè)施來處理。MarinaTex的原材料源于水產(chǎn)捕撈業(yè)的副產(chǎn)品,有助于減少現(xiàn)有的資源浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)有機(jī)資源循環(huán)利用。Lucy表示,僅一條大西洋鱈魚便可以制造出1400個MarinaTex塑料袋。
詹姆斯·戴森爵士表示:“對如何解決全球性問題,青年工程師和設(shè)計師充滿了熱情、責(zé)任感和創(chuàng)新視角。今年,戴森設(shè)計大獎已經(jīng)邁入了第十五個年頭,在以往的基礎(chǔ)上見證了更多更具獨(dú)特視角的作品的誕生,見證了工程及設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新與突破。此外,大賽也見證了女性工程師的崛起——50%的入圍作品由女性團(tuán)隊(duì)設(shè)計。在激烈角逐的眾多作品中,我們最終選擇了人們可能最急需的設(shè)計。MarinaTex解決了兩大問題:無處不在的一次性塑料和魚廢棄物。我希望進(jìn)一步的研究與開發(fā)將有助于推動MarinaTex走得更遠(yuǎn),成為一次性塑料問題的解決方案。”
MarinaTex生物塑料的發(fā)明過程
水產(chǎn)加工業(yè)的廢棄物包括內(nèi)臟、血液、甲殼、貝殼、魚皮、魚鱗等,這些廢棄物最終會被填埋,產(chǎn)生大量浪費(fèi)。通過廣泛的研究,Lucy發(fā)現(xiàn)魚皮和魚鱗具有堅固、靈活的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),非常適合用于生物塑料的生產(chǎn)。
為了使這些蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)能夠相互連接以創(chuàng)建一種全新的材料,Lucy著手尋找一種有機(jī)粘合劑。為減少運(yùn)輸成本,她將目光投向了本地的海岸線,在進(jìn)行了多次海生有機(jī)物作為粘合劑的可行性實(shí)驗(yàn)后,最終選擇了瓊脂。
瓊脂是從某些紅藻的細(xì)胞壁中提取的多糖體,由瓊脂糖(Agarose)及瓊脂果膠(Agaropectin)構(gòu)成。作為膠凝劑的瓊脂糖具有雙螺旋結(jié)構(gòu),從而形成了非常適合捕獲水分子并充當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的3D支架。
為了不斷完善實(shí)驗(yàn)材料及過程,她前后進(jìn)行了100多次實(shí)驗(yàn),其中大部分實(shí)驗(yàn)是在寢室廚房的爐灶上完成。最終,她研發(fā)出一種與塑料類似但能實(shí)現(xiàn)生物降解,透明且堅固的材料——MarinaTex。
Lucy表示:“作為設(shè)計師與工程師,我們應(yīng)該思考什么才是解決問題的更好方式。MarinaTex將可持續(xù)、本地化及可循環(huán)價值等概念融入設(shè)計之中,代表著對選擇創(chuàng)新材料的堅定承諾。能夠獲得戴森設(shè)計大獎的認(rèn)可,將有助于MarinaTex獲得進(jìn)一步研究和開發(fā)的機(jī)會,在項(xiàng)目應(yīng)用的形式和功能走得更深更遠(yuǎn)。”
中國設(shè)計大放異彩
2019年戴森設(shè)計大獎全球20強(qiáng)中,涌現(xiàn)出一批精巧的中國設(shè)計。中國大陸賽區(qū)亞軍優(yōu)伴With U旨在解決脊髓受損、手術(shù)后等膀胱萎縮病人的導(dǎo)尿需求,方便患者的日常生活,提供后續(xù)康復(fù)可能。中國香港地區(qū)冠軍Self Sanitizing Door Handle自潔門柄利用開關(guān)門產(chǎn)生的動力,以及光催化作用,解決接觸傳播所引發(fā)的疾病,改善公共衛(wèi)生問題。
戴森設(shè)計大獎2019年國際亞軍
Afflo智能可穿戴設(shè)備, Anna Bernbaum,帝國理工學(xué)院(Dyson School of Dyson Engineering, Imperial College London),英國
哮喘癥狀發(fā)作可以由一系列內(nèi)外部因素觸發(fā)導(dǎo)致。根據(jù)世衛(wèi)組織估計,有2.35億人患有哮喘。Afflo是一款支持AI的可穿戴設(shè)備,可監(jiān)控哮喘癥狀并預(yù)測觸發(fā)因素。它通過專用的麥克風(fēng)收集呼吸音頻信號,并將其與環(huán)境信息配對——通過集成傳感器收集本地數(shù)據(jù),并在線獲取宏觀水平數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以預(yù)測觸發(fā)每位患者的哮喘因素,并且在數(shù)據(jù)云中運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析兩大數(shù)據(jù)流。分析結(jié)果將通過Afflo應(yīng)用顯示給患者,使他們能夠在生活中做出相應(yīng)的決策,以最大程度降低未來發(fā)生哮喘的可能性。醫(yī)療人員也可以遠(yuǎn)程查看這些數(shù)據(jù),從而制定經(jīng)濟(jì)有效、具有針對性的治療計劃。
Gecko Traxx輪椅配件, Ryan Tilley, 墨爾本皇家理工大學(xué)(RMIT University), 澳大利亞
臨海國家風(fēng)景秀麗,但是那些需要使用手動輪椅的人卻無法充分享受這些美麗景觀。Gecko Traxx是實(shí)惠的便攜式手動輪椅配件,可以在平整道路以外的地方使用。獨(dú)特的輪胎橫截面在裝入輪椅時并不會引人注意,與地面接觸之后開始擴(kuò)大,必要時接觸面可增大三倍。即使在靈活度受限的情況下,使用者可以通過簡單的集成夾片,無需從輪椅下來就可以獨(dú)自將輪胎安裝到輪椅上。
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