英国苏塞克斯大学生首创以鱼类废弃物为原料的可降解塑料,替代一次性塑料前景广阔
我国是世界十大塑料制品生产和消费国之一,塑料垃圾污染由来已久。早在十多年前,“白色污染”的治理就成为学界和产业界关注的重要议题。而在全球范围内,上至珠穆朗玛峰,下至马里亚纳海沟,塑料制品对全球环境造成的不良影响愈加凸显,全球塑料垃圾问题亟待解决。据世界银行统计的数据,近半个世纪以来,塑料产量增速远远高于任何一种制造业用料。全球超过40%的塑料只使用一次便被丢弃,但目前大多数生物塑料及可堆肥塑料并不适用于现有的垃圾处理设施。
英国苏塞克斯大学的Lucy Hughes发明的由有机鱼废弃物制成的生物可降解一次性塑料——MarinaTex在全球数千参赛作品中突出重围,最终获得2019年戴森设计大奖国际冠军的殊荣。
MarinaTex是一次性塑料的生物可降解替代品,由有机鱼废弃物和取源于当地的红藻制成。它具有和塑料一样的外形和触感,相比石油加工制造而成的塑料具有更结实、更安全及可持续的特点。MarinaTex使用红藻结合从鱼废弃物中提取的蛋白质的独特配方,从而达到很高的连结强度和弹性。它在家即可降解,也就是说在4-6周内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础设施来处理。MarinaTex的原材料源于水产捕捞业的副产品,有助于减少现有的资源浪费,实现有机资源循环利用。Lucy表示,仅一条大西洋鳕鱼便可以制造出1400个MarinaTex塑料袋。
詹姆斯·戴森爵士表示:“对如何解决全球性问题,青年工程师和设计师充满了热情、责任感和创新视角。今年,戴森设计大奖已经迈入了第十五个年头,在以往的基础上见证了更多更具独特视角的作品的诞生,见证了工程及设计领域的创新与突破。此外,大赛也见证了女性工程师的崛起——50%的入围作品由女性团队设计。在激烈角逐的众多作品中,我们最终选择了人们可能最急需的设计。MarinaTex解决了两大问题:无处不在的一次性塑料和鱼废弃物。我希望进一步的研究与开发将有助于推动MarinaTex走得更远,成为一次性塑料问题的解决方案。”
MarinaTex生物塑料的发明过程
水产加工业的废弃物包括内脏、血液、甲壳、贝壳、鱼皮、鱼鳞等,这些废弃物最终会被填埋,产生大量浪费。通过广泛的研究,Lucy发现鱼皮和鱼鳞具有坚固、灵活的蛋白质结构,非常适合用于生物塑料的生产。
为了使这些蛋白质结构能够相互连接以创建一种全新的材料,Lucy着手寻找一种有机粘合剂。为减少运输成本,她将目光投向了本地的海岸线,在进行了多次海生有机物作为粘合剂的可行性实验后,最终选择了琼脂。
琼脂是从某些红藻的细胞壁中提取的多糖体,由琼脂糖(Agarose)及琼脂果胶(Agaropectin)构成。作为胶凝剂的琼脂糖具有双螺旋结构,从而形成了非常适合捕获水分子并充当蛋白质的3D支架。
为了不断完善实验材料及过程,她前后进行了100多次实验,其中大部分实验是在寝室厨房的炉灶上完成。最终,她研发出一种与塑料类似但能实现生物降解,透明且坚固的材料——MarinaTex。
Lucy表示:“作为设计师与工程师,我们应该思考什么才是解决问题的更好方式。MarinaTex将可持续、本地化及可循环价值等概念融入设计之中,代表着对选择创新材料的坚定承诺。能够获得戴森设计大奖的认可,将有助于MarinaTex获得进一步研究和开发的机会,在项目应用的形式和功能走得更深更远。”
中国设计大放异彩
2019年戴森设计大奖全球20强中,涌现出一批精巧的中国设计。中国大陆赛区亚军优伴With U旨在解决脊髓受损、手术后等膀胱萎缩病人的导尿需求,方便患者的日常生活,提供后续康复可能。中国香港地区冠军Self Sanitizing Door Handle自洁门柄利用开关门产生的动力,以及光催化作用,解决接触传播所引发的疾病,改善公共卫生问题。
戴森设计大奖2019年国际亚军
Afflo智能可穿戴设备, Anna Bernbaum,帝国理工学院(Dyson School of Dyson Engineering, Imperial College London),英国
哮喘症状发作可以由一系列内外部因素触发导致。根据世卫组织估计,有2.35亿人患有哮喘。Afflo是一款支持AI的可穿戴设备,可监控哮喘症状并预测触发因素。它通过专用的麦克风收集呼吸音频信号,并将其与环境信息配对——通过集成传感器收集本地数据,并在线获取宏观水平数据。该系统可以预测触发每位患者的哮喘因素,并且在数据云中运用机器学习算法分析两大数据流。分析结果将通过Afflo应用显示给患者,使他们能够在生活中做出相应的决策,以最大程度降低未来发生哮喘的可能性。医疗人员也可以远程查看这些数据,从而制定经济有效、具有针对性的治疗计划。
Gecko Traxx轮椅配件, Ryan Tilley, 墨尔本皇家理工大学(RMIT University), 澳大利亚
临海国家风景秀丽,但是那些需要使用手动轮椅的人却无法充分享受这些美丽景观。Gecko Traxx是实惠的便携式手动轮椅配件,可以在平整道路以外的地方使用。独特的轮胎横截面在装入轮椅时并不会引人注意,与地面接触之后开始扩大,必要时接触面可增大三倍。即使在灵活度受限的情况下,使用者可以通过简单的集成夹片,无需从轮椅下来就可以独自将轮胎安装到轮椅上。
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