Gyda gwelliant parhaus ymwybyddiaeth fyd-eang o ddiogelu'r amgylchedd a'r galw cynyddol frys am ddatblygiad cynaliadwy, mae deunyddiau traddodiadol yn wynebu llawer o heriau, ac mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd wedi dod i'r amlwg fel deunydd bio-seiliedig sy'n dod i'r amlwg. Mae'r erthygl hon yn ymhelaethu ar nodweddion, ymchwil a datblygu a statws cynhyrchu deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, yn dadansoddi'n ddwfn ei ragolygon cymhwyso mewn pecynnu, tecstilau, adeiladu, amaethyddiaeth a meysydd eraill, ac yn archwilio'r cyfleoedd a'r heriau a wynebir, gan edrych ymlaen at dueddiadau datblygu yn y dyfodol. , gyda'r nod o ddarparu cyfeiriad cynhwysfawr ar gyfer ymarferwyr diwydiant perthnasol, ymchwilwyr a llunwyr polisi, a helpu i hyrwyddo cymhwysiad eang ac uwchraddio diwydiannol deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd.
1. Rhagymadrodd
Yn yr oes sydd ohoni, mae materion amgylcheddol wedi dod yn un o'r ffactorau allweddol sy'n cyfyngu ar ddatblygiad cymdeithas ddynol. Mae deunyddiau traddodiadol megis plastigau a ffibrau cemegol wedi achosi cyfres o broblemau difrifol megis prinder adnoddau, defnydd uchel o ynni, a llygredd gwyn yn ystod cynhyrchu, defnyddio a thrin gwastraff. Yn erbyn y cefndir hwn, mae angen dod o hyd i ddeunyddiau amgen adnewyddadwy, diraddiadwy ac ecogyfeillgar yn achos brys. Fel cnwd bwyd pwysig a dyfir yn eang yn y byd, canfuwyd bod gan sgil-gynhyrchion gwenith yn y broses brosesu, megis gwellt gwenith a bran gwenith, botensial datblygu deunydd enfawr. Mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd sy'n cael eu trawsnewid gan dechnolegau arloesol yn dod i'r amlwg yn raddol a disgwylir iddynt ail-lunio patrymau diwydiannol lluosog.
2. Trosolwg odeunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd
Ffynonellau a chynhwysion deunyddiau crai
Mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn deillio'n bennaf ogwellt gwenitha bran. Mae gwellt gwenith yn gyfoethog mewn seliwlos, hemicellwlos a lignin, ac mae'r polymerau naturiol hyn yn darparu cefnogaeth strwythurol sylfaenol i'r deunydd. Mae gan seliwlos nodweddion cryfder uchel a grisialu uchel, sy'n rhoi caledwch y deunydd; mae hemicellwlos yn gymharol hawdd i ddiraddio a gall wella perfformiad prosesu; mae lignin yn gwella anhyblygedd a gwrthiant dŵr y deunydd. Mae bran gwenith yn gyfoethog mewn ffibr dietegol, protein a swm bach o fraster, mwynau, ac ati, a all ategu diffyg cydrannau gwellt a gwneud y gorau o berfformiad deunydd, megis gwella hyblygrwydd ac eiddo arwyneb, gan ei gwneud yn fwy addas ar gyfer technoleg prosesu arallgyfeirio .
Proses baratoi
Ar hyn o bryd, mae'r broses o baratoi deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn cwmpasu dulliau ffisegol, cemegol a biolegol. Mae dulliau ffisegol megis malu mecanyddol a mowldio gwasgu poeth, sy'n malu'r gwellt ac yna'n ei siapio o dan dymheredd uchel a phwysau uchel, yn syml i'w gweithredu ac yn isel mewn cost. Fe'u defnyddir yn aml i baratoi cynhyrchion cynradd fel llestri bwrdd a phlatiau tafladwy; mae dulliau cemegol yn cynnwys adweithiau esterification ac etherification, sy'n defnyddio adweithyddion cemegol i addasu strwythur moleciwlaidd deunyddiau crai i wella adlyniad a gwrthiant dŵr deunyddiau i fodloni gofynion uwch ar gyfer cymwysiadau pecynnu a thecstilau, ond mae risg o weddillion adweithyddion cemegol; mae dulliau biolegol yn defnyddio micro-organebau neu ensymau i ddiraddio a thrawsnewid deunyddiau crai. Mae'r broses yn wyrdd ac yn ysgafn, a gellir paratoi deunyddiau cain gwerth ychwanegol uchel. Fodd bynnag, mae'r cylch eplesu hir a chost uchel paratoadau ensymau yn cyfyngu ar geisiadau ar raddfa fawr, ac mae'r rhan fwyaf ohonynt yn y cyfnod ymchwil a datblygu labordy.
3. Manteision deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd
Cyfeillgarwch amgylcheddol
O safbwynt asesiad cylch bywyd, mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd wedi dangos eu manteision. Mae ei broses twf deunydd crai yn amsugno carbon deuocsid ac yn rhyddhau ocsigen, sy'n helpu i liniaru'r effaith tŷ gwydr; mae gan y broses gynhyrchu ddefnydd isel o ynni, sy'n lleihau'n fawr y ddibyniaeth ar ynni ffosil o'i gymharu â synthesis plastig petrolewm; mae'r driniaeth gwastraff ar ôl ei ddefnyddio yn syml, a gellir ei fioddiraddio'n gyflym yn yr amgylchedd naturiol, gan ddadelfennu'n gyffredinol i ddŵr diniwed, carbon deuocsid a hwmws mewn ychydig fisoedd i ychydig flynyddoedd, gan ddatrys y problemau amgylcheddol megis llygredd pridd a rhwystr dŵr yn effeithiol. a achosir gan “gan mlynedd o ddiffyg cyrydiad” plastigau traddodiadol.
Adnewyddu Adnoddau
Fel cnwd blynyddol, mae gwenith yn cael ei blannu'n eang ac mae ganddo allbwn byd-eang enfawr bob blwyddyn, a all ddarparu digon o ddeunyddiau crai yn barhaus ac yn sefydlog ar gyfer paratoi deunyddiau. Yn wahanol i adnoddau anadnewyddadwy fel olew a glo, cyn belled â bod cynhyrchu amaethyddol wedi'i gynllunio'n rhesymol, mae deunyddiau crai gwenith bron yn ddihysbydd, sy'n sicrhau cadwyn gyflenwi hirdymor y diwydiant deunydd, yn lleihau'r risgiau diwydiannol a achosir gan ddisbyddiad adnoddau, a cydymffurfio â'r cysyniad o economi gylchol.
Perfformiad unigryw
Mae gan ddeunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd insiwleiddio gwres da ac eiddo inswleiddio sain, sy'n deillio o'i strwythur ffibr hydraidd mewnol. Mae aer yn ei lenwi i ffurfio rhwystr naturiol, sydd â manteision sylweddol ym maes adeiladu byrddau inswleiddio; ar yr un pryd, mae'r deunydd yn ysgafn mewn gwead ac mae ganddo ddwysedd cymharol isel, sy'n lleihau pwysau'r cynnyrch ac yn hwyluso cludiant a defnydd. Er enghraifft, ym maes pecynnu awyrofod, mae'n lleihau costau tra'n sicrhau perfformiad amddiffynnol; yn ogystal, mae ganddo hefyd rai eiddo gwrthfacterol. Mae'r cynhwysion naturiol mewn gwellt gwenith a bran gwenith yn cael effaith ataliol ar dwf rhai micro-organebau, gan ymestyn oes silff y cynnyrch, ac mae ganddo ragolygon eang mewn cymwysiadau pecynnu bwyd.
4. Caeau cais o wenith deunyddiau sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd
Diwydiant pecynnu
Ym maes pecynnu, mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn disodli pecynnu plastig traddodiadol yn raddol. O ran llestri bwrdd tafladwy, mae platiau, blychau cinio, gwellt, ac ati wedi'u gwneud o wellt gwenith yn debyg o ran ymddangosiad i blastig, ond nid ydynt yn wenwynig ac yn ddi-flas, ac nid ydynt yn rhyddhau cemegau niweidiol wrth eu gwresogi, gan ddiwallu anghenion dosbarthu bwyd. Mae rhai cwmnïau arlwyo cadwyn mawr wedi dechrau ceisio eu hyrwyddo; mewn pecynnu cyflym, defnyddir deunyddiau clustogi, amlenni, a chartonau a wneir ohono i lenwi'r leinin, sydd â pherfformiad clustogi da, yn amddiffyn y nwyddau ac yn ddiraddadwy ar yr un pryd, gan leihau'r casgliad o garbage cyflym. Mae llwyfannau e-fasnach a chwmnïau cyflym wedi ei dreialu, a disgwylir iddo ail-lunio'r system pecynnu logisteg gwyrdd.
Diwydiant tecstilau
Mae ffibr cellwlos yn cael ei dynnu o wellt gwenith a bran gwenith, a'i brosesu i fath newydd o ffabrig tecstilau trwy broses nyddu arbennig. Mae'r math hwn o ffabrig yn feddal ac yn gyfeillgar i'r croen, yn gallu anadlu, ac mae ganddo well amsugno lleithder na chotwm pur. Mae'n sych ac yn gyfforddus i'w wisgo, ac mae ganddo ei liw a'i wead naturiol ei hun. Mae ganddo werth esthetig unigryw ac mae wedi dod i'r amlwg ym meysydd ffasiwn pen uchel a dodrefn cartref. Mae rhai brandiau ffasiwn wedi lansio dillad ffibr gwenith argraffiad cyfyngedig, sydd wedi denu sylw'r farchnad ac wedi chwistrellu bywiogrwydd i ddatblygiad ffasiwn cynaliadwy.
diwydiant adeiladu
Fel deunydd inswleiddio adeiladu, mae paneli gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn hawdd i'w gosod, ac mae'r effaith inswleiddio yn debyg i effaith paneli polystyren traddodiadol, ond heb beryglon fflamadwyedd a rhyddhau nwy gwenwynig yr olaf, gan wella diogelwch tân adeiladau; ar yr un pryd, fe'u defnyddir ar gyfer addurno mewnol, megis paneli addurnol wal a nenfydau, i greu awyrgylch naturiol a chynnes, a gallant hefyd addasu lleithder dan do, amsugno arogleuon, a chreu amgylchedd byw iach. Mae rhai prosiectau arddangos adeiladu ecolegol wedi eu mabwysiadu mewn symiau mawr, gan arwain y duedd o ddeunyddiau adeiladu gwyrdd.
Maes amaethyddol
Mewn cynhyrchu amaethyddol, mae potiau eginblanhigion a tomwellt wedi'u gwneud o ddeunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn chwarae rhan bwysig. Gall potiau eginblanhigion gael eu diraddio'n naturiol, ac nid oes angen tynnu'r potiau wrth drawsblannu eginblanhigion, gan osgoi difrod gwreiddiau a gwella cyfradd goroesi trawsblannu; mae tomwellt diraddiadwy yn gorchuddio tir fferm, yn cadw lleithder ac yn cynyddu tymheredd i hyrwyddo twf cnydau, ac yn dadelfennu ei hun ar ôl i'r tymor tyfu ddod i ben, heb effeithio ar dyfu cnydau nesaf, gan ddatrys y broblem bod gweddillion tomwellt plastig traddodiadol yn llygru'r pridd ac yn rhwystro gweithrediadau amaethyddol, a hyrwyddo cynaliadwy datblygiad amaethyddol.
V. Heriau a wynebir gan ddatblygiad deunyddiau gwenith ecogyfeillgar
Tagfeydd technegol
Er gwaethaf cynnydd mewn ymchwil a datblygu, mae anawsterau technegol yn dal i fodoli. Yn gyntaf, optimeiddio perfformiad deunydd. O ran gwella ymwrthedd cryfder a dŵr i gwrdd â senarios defnydd cymhleth, ni all technolegau presennol gydbwyso cost a pherfformiad, sy'n cyfyngu ar ehangu cymwysiadau pen uchel. Yn ail, mae'r broses gynhyrchu yn ansefydlog, ac mae amrywiad y cynhwysion deunydd crai mewn gwahanol sypiau yn arwain at ansawdd cynnyrch anwastad, gan ei gwneud hi'n anodd cyflawni cynhyrchiad safonol ar raddfa fawr, gan effeithio ar hyder buddsoddiad corfforaethol a hyrwyddo'r farchnad.
Ffactorau cost
Ar hyn o bryd, mae cost deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd yn uwch na chost deunyddiau traddodiadol. Yn y cam casglu deunydd crai, mae gwellt yn wasgaredig, mae'r radiws casglu yn fawr, ac mae storio'n anodd, sy'n cynyddu costau cludo a warysau; yn y cam cynhyrchu, mae offer uwch yn dibynnu ar fewnforion, mae paratoadau ensymau biolegol ac adweithyddion addasu cemegol yn ddrud, ac er bod y defnydd o ynni cynhyrchu yn gymharol isel, mae'n dal i gyfrif am gyfran fawr o'r gost; yng nghyfnod cynnar hyrwyddo'r farchnad, nid yw'r effaith raddfa wedi'i ffurfio, ac ni ellir lleihau cost cynnyrch uned. Mae dan anfantais wrth gystadlu â deunyddiau traddodiadol am bris isel, sy'n rhwystro defnyddwyr a mentrau rhag dewis.
Ymwybyddiaeth a derbyniad o'r farchnad
Mae defnyddwyr wedi bod yn gyfarwydd â deunyddiau a chynhyrchion traddodiadol ers amser maith, ac mae ganddynt wybodaeth gyfyngedig am ddeunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd. Maent yn poeni am eu gwydnwch a'u diogelwch, ac nid oes ganddynt fawr o barodrwydd i brynu; ar yr ochr fenter, maent yn gyfyngedig gan risgiau cost a thechnegol ac maent yn ofalus ynghylch y trawsnewid i ddeunyddiau newydd. Yn benodol, nid oes gan fentrau bach a chanolig gronfeydd a thalentau ymchwil a datblygu, ac mae'n anodd dilyn hynt mewn pryd; yn ogystal, nid yw'r gadwyn ddiwydiannol i lawr yr afon wedi'i chyfarparu'n dda, ac mae diffyg cyfleusterau ailgylchu a thrin proffesiynol, sy'n effeithio ar ailgylchu cynhyrchion gwastraff, ac yn ei dro yn atal ehangu'r farchnad deunyddiau blaen blaen.
VI. Strategaethau ymateb a chyfleoedd datblygu
Cydweithrediad ymchwil diwydiant-prifysgol i dorri trwy dechnoleg
Dylai prifysgolion, sefydliadau ymchwil wyddonol a mentrau gydweithio'n agos. Dylai prifysgolion roi chwarae llawn i'w manteision mewn ymchwil sylfaenol ac archwilio mecanweithiau addasu deunyddiau newydd a llwybrau biodrawsnewid; dylai sefydliadau ymchwil wyddonol ganolbwyntio ar optimeiddio prosesau, a chynnal cynhyrchiad peilot ar y cyd â mentrau i oresgyn materion sefydlogrwydd technegol; dylai mentrau ddarparu arian ac adborth o'r farchnad i gyflymu diwydiannu canlyniadau ymchwil wyddonol, megis sefydlu canolfannau ymchwil a datblygu ar y cyd, a dylai'r llywodraeth baru a darparu cymorth polisi i hyrwyddo iteriad ac uwchraddio technolegol.
Mae cymorth polisi yn lleihau costau
Mae'r llywodraeth wedi cyflwyno polisïau cymhorthdal ​​i ddarparu cymorthdaliadau cludo ar gyfer casglu deunydd crai i leihau costau logisteg; mae'r ochr gynhyrchu yn darparu eithriadau treth ar gyfer prynu offer ac ymchwil a datblygu technoleg newydd i annog mentrau i ddiweddaru technoleg; mae mentrau i lawr yr afon sy'n defnyddio deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, megis cwmnïau pecynnu ac adeiladu, yn cael cymorthdaliadau caffael gwyrdd i ysgogi galw'r farchnad, a thrwy gefnogaeth y gadwyn ddiwydiannol gyfan, helpu i leihau costau a lleihau'r bwlch pris gyda deunyddiau traddodiadol.
Cryfhau cyhoeddusrwydd a gwella ymwybyddiaeth
Defnyddio cyfryngau, arddangosfeydd, a gweithgareddau gwyddoniaeth poblogaidd i roi cyhoeddusrwydd i fanteision ac achosion cymhwyso deunyddiau sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd gwenith trwy sianeli lluosog, arddangos ardystiad diogelwch a gwydnwch cynnyrch, a dileu pryderon defnyddwyr; darparu hyfforddiant technegol a chanllawiau trawsnewid ar gyfer mentrau, rhannu profiadau achos llwyddiannus, ac ysgogi brwdfrydedd corfforaethol; sefydlu safonau diwydiant a systemau adnabod cynnyrch, safoni'r farchnad, ei gwneud hi'n hawdd i ddefnyddwyr a mentrau adnabod ac ymddiried, creu ecoleg ddiwydiannol dda, a manteisio ar gyfleoedd marchnad defnydd gwyrdd a datblygu cynaliadwy.
VII. Rhagolygon y Dyfodol
Gydag arloesedd technolegol parhaus, gwelliant parhaus mewn polisïau, a gwell ymwybyddiaeth o'r farchnad, disgwylir i ddeunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd arwain at ddatblygiad ffrwydrol. Yn y dyfodol, bydd deunyddiau gwenith cyfansawdd perfformiad uchel yn cael eu geni, gan integreiddio manteision amrywiol ddeunyddiau naturiol neu synthetig, ac ehangu i feysydd uwch-dechnoleg megis automobiles ac electroneg; bydd deunyddiau gwenith canfyddadwy deallus yn ymddangos, monitro amser real o'r amgylchedd a ffresni bwyd, grymuso pecynnu smart a chartrefi smart; bydd clystyrau diwydiannol yn cael eu ffurfio, a bydd y gadwyn gyfan o blannu deunydd crai, prosesu deunydd i ailgylchu cynnyrch yn datblygu mewn modd cydgysylltiedig, gan wireddu defnydd effeithlon o adnoddau a gwneud y mwyaf o fuddion diwydiannol, gan ddod yn rym craidd y diwydiant deunyddiau gwyrdd byd-eang, a gosod a sylfaen ddeunydd gadarn ar gyfer ffyniant cynaliadwy cymdeithas ddynol.
VIII. Casgliad
Mae deunyddiau gwenith sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, gyda'u manteision amgylcheddol, adnoddau a pherfformiad rhagorol, wedi dangos rhagolygon eang mewn sawl maes. Er eu bod ar hyn o bryd yn wynebu llawer o heriau megis technoleg, cost, a marchnad, disgwylir iddynt dorri trwy'r anawsterau trwy ymdrechion ar y cyd pob plaid. Bydd manteisio ar y cyfle i ddatblygu'n egnïol nid yn unig yn datrys yr argyfwng amgylcheddol a achosir gan ddeunyddiau traddodiadol, ond bydd hefyd yn rhoi genedigaeth i ddiwydiannau gwyrdd sy'n dod i'r amlwg, yn cyflawni sefyllfa lle mae pawb ar eu hennill o dwf economaidd a diogelu'r amgylchedd, yn agor cyfnod newydd ym maes deunyddiau, a chreu cartref ecolegol gwell ar gyfer cenedlaethau’r dyfodol.