EU-資助的研究人員正在探索如何從不易破碎的堅果殼中制造堅固且可持續(xù)的新材料。
奧地利研究員Notburga Gierlinger博士專門研究植物材料的結構和成分，她對堅果特別感興趣。面對開心果或核桃，她會小心翼翼地打開它，對大自然如何能變出如此結實的材料感到好奇。
“貝殼太硬了，我總是害怕用牙齒咬它們，以免損壞它們。”
Gierlinger的主要研究領域之一包括使用一種稱為拉曼成像的技術來研究植物細胞壁中木質素、纖維素和其他生物分子的分布，目的是了解它們的機械性能和功能。
在EU-支持的一項名為SCATAPNUT的為期五年的研究項目中，Gierlinger和她的團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)，像開心果和核桃這樣的堅果殼含有3D拼圖細胞——這些細胞具有獨特的連鎖結構，類似于拼圖玩具，這有助于他們不同尋常的強度和耐用性。
Gierlinger 對她的發(fā)現(xiàn)很感興趣，她現(xiàn)在正在領導EU-資助的一個名為PUZZLE MATERIALS的項目的進一步研究，該項目正在研究如何從開心果和核桃殼中制造工業(yè)應用的功能材料。
拼圖細胞的存在意味著堅果殼提供了與大麻和木材等植物中常見的纖維不同的特性。Gierlinger 和她的團隊目前正在探索使用堅果殼可以制造出什么類型的新材料，以及使用它們的最佳方式。
拼圖細胞的特殊特性使它們特別適合轉化為可生物降解的生物塑料。
Gierlinger 的提議是利用現(xiàn)有的廢棄材料——堅果殼——來創(chuàng)造有可能取代塑料的新材料，從而帶來雙重環(huán)境效益。
到2022年，歐洲每個人平均產生約186.5千克包裝廢物，現(xiàn)在比以往任何時候都更需要可重復使用和可堆肥的材料。Gierlinger 希望，從堅果殼中生產的材料可以成為減少歐洲和全球塑料垃圾的眾多解決方案之一。
“我認為核桃樹在未來可能會變得更加重要，因為它們是堅韌、有彈性的樹木，有優(yōu)質的木材和健康的堅果，”她說，“我們一直在努力思考，在一個可持續(xù)發(fā)展的社會中，哪些產品可能會變得更加重要。”
她的建議也非常符合歐洲的“安全和可持續(xù)設計”自愿框架，該框架旨在指導更安全和更可持續(xù)的化學品和材料的創(chuàng)新過程。
來自kombucha加工廢料或生物反應器的纖維素也以不同的體積加入到所得物質中，這取決于最終產品所需的柔韌性。研究人員正在尋找不同的堅果材料選擇，包括一種類似皮革的產品和一種更像塑料的產品。
目標是生產可持續(xù)、高能效、資源高效和可生物降解的堅果材料，具有低碳和環(huán)保足跡，專為包裝和紡織行業(yè)設計。
BOKU大學的生物化學和材料科學家Paraskevi Charalambous是研究這一過程的研究小組成員之一，她的一個顯著貢獻包括對低熔點溶劑的研究。
目的是找到一種本身可以回收的溶劑，Charalambous承認這是一個挑戰(zhàn)。
“讓我們使用的化學物質回到原始狀態(tài)并不容易，”她說。
自該項目于2023年開始以來，已經取得了重大進展，研究人員已經能夠生產出幾個樣本，包括一個堅果皮革錢包的樣本。
無論最終是皮革還是塑料，這種材料的最大優(yōu)勢是可回收和可堆肥。通常，復合材料——兩種不同性質材料的組合——很難回收，因為添加了其他化學物質來調整材料的功能。
在這種情況下使用的過程不會這樣做，因此產品可以再次溶解并重復使用。Gierlinger還說，如果需要的話，可以將這些材料制成堆肥，盡管她首先提倡再利用和回收。
在決定了最佳前進路線后，目標將是把這些新的堅果材料投入生產。“下一步將試圖找到一些感興趣的公司，”Gierlinger說。
這項研究受到了歐洲研究委員會(ERC)的資助。
謎題的一部分
在EU-支持的一項名為SCATAPNUT的為期五年的研究項目中，Gierlinger和她的團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)，像開心果和核桃這樣的堅果殼含有3D拼圖細胞——這些細胞具有獨特的連鎖結構，類似于拼圖玩具，這有助于他們不同尋常的強度和耐用性。
Gierlinger 對她的發(fā)現(xiàn)很感興趣，她現(xiàn)在正在領導EU-資助的一個名為PUZZLE MATERIALS的項目的進一步研究，該項目正在研究如何從開心果和核桃殼中制造工業(yè)應用的功能材料。
拼圖細胞的存在意味著堅果殼提供了與大麻和木材等植物中常見的纖維不同的特性。Gierlinger 和她的團隊目前正在探索使用堅果殼可以制造出什么類型的新材料，以及使用它們的最佳方式。
拼圖細胞的特殊特性使它們特別適合轉化為可生物降解的生物塑料。
為可持續(xù)發(fā)展而瘋狂
2020年，歐盟通過了一項新的循環(huán)經濟行動計劃，作為歐洲綠色協(xié)議的一部分，這包括支持設計減少浪費和環(huán)境壓力的新材料。Gierlinger 的提議是利用現(xiàn)有的廢棄材料——堅果殼——來創(chuàng)造有可能取代塑料的新材料，從而帶來雙重環(huán)境效益。
到2022年，歐洲每個人平均產生約186.5千克包裝廢物，現(xiàn)在比以往任何時候都更需要可重復使用和可堆肥的材料。Gierlinger 希望，從堅果殼中生產的材料可以成為減少歐洲和全球塑料垃圾的眾多解決方案之一。
“我認為核桃樹在未來可能會變得更加重要，因為它們是堅韌、有彈性的樹木，有優(yōu)質的木材和健康的堅果，”她說，“我們一直在努力思考，在一個可持續(xù)發(fā)展的社會中，哪些產品可能會變得更加重要。”
她的建議也非常符合歐洲的“安全和可持續(xù)設計”自愿框架，該框架旨在指導更安全和更可持續(xù)的化學品和材料的創(chuàng)新過程。
可持續(xù)的過程
Gierlinger 和她的研究小組正在尋找既高效又環(huán)保的處理廢棄核桃殼的方法。第一步是將核桃殼溶解在溶劑中，以分離細胞并再生木質素。來自kombucha加工廢料或生物反應器的纖維素也以不同的體積加入到所得物質中，這取決于最終產品所需的柔韌性。研究人員正在尋找不同的堅果材料選擇，包括一種類似皮革的產品和一種更像塑料的產品。
目標是生產可持續(xù)、高能效、資源高效和可生物降解的堅果材料，具有低碳和環(huán)保足跡，專為包裝和紡織行業(yè)設計。
BOKU大學的生物化學和材料科學家Paraskevi Charalambous是研究這一過程的研究小組成員之一，她的一個顯著貢獻包括對低熔點溶劑的研究。
目的是找到一種本身可以回收的溶劑，Charalambous承認這是一個挑戰(zhàn)。
“讓我們使用的化學物質回到原始狀態(tài)并不容易，”她說。
自該項目于2023年開始以來，已經取得了重大進展，研究人員已經能夠生產出幾個樣本，包括一個堅果皮革錢包的樣本。
無論最終是皮革還是塑料，這種材料的最大優(yōu)勢是可回收和可堆肥。通常，復合材料——兩種不同性質材料的組合——很難回收，因為添加了其他化學物質來調整材料的功能。
在這種情況下使用的過程不會這樣做，因此產品可以再次溶解并重復使用。Gierlinger還說，如果需要的話，可以將這些材料制成堆肥，盡管她首先提倡再利用和回收。
在決定了最佳前進路線后，目標將是把這些新的堅果材料投入生產。“下一步將試圖找到一些感興趣的公司，”Gierlinger說。
這項研究受到了歐洲研究委員會(ERC)的資助。
