全球首例“淀粉塑料”研制成功

2023年05月20日 阅读量:85

糖果“塑料盒”可以降解,五颜六色的快递“泡沫塑料”可以进口。药物胶囊具有成本低、安全无害的替代品。。。专注于天然聚合物材料研究的余龙教授首次成功开发并产业化了全淀粉可生物降解材料,并在业内获得“starchman"(淀粉人)的美誉。37年前,他本科毕业于华南理工大学。三年前,他从澳大利亚带领广东创新团队回到母校,继续扩大生物可降解材料的应用,担任“中新国际联合研究所”院长。在华南理工大学的大力支持下,他不断巩固研发平台,积极拓展国际合作的新空间。

触类旁通:“淀粉塑料”首次成功开发

余龙于1977年主修华南理工大学聚合物化学。毕业几年后,他去澳大利亚学习,成为第一批获得国家奖学金的海外学生。不到三年,他就获得了莫纳什大学的博士学位。博士毕业后,他将研究方向定位在天然聚合物改性加工领域,取得了淀粉替代塑料的重要突破,被业界称为“淀粉人”。

“我们必须有广泛的科学思想,善于引用、类比”等概念,一直贯穿于龙的职业生涯。在澳大利亚科学院工作期间,他专注于生物降解包装材料的开发。

在早期阶段,余龙对淀粉的结构、流变性能和热性能进行了大量的研究,但还没有找到有效的方法来改性淀粉分子以防止脆性。一位与他合作的研究人员无意中提供了一条有益的线索。事实证明,番茄酱在生产过程中也遇到了类似的问题:如果番茄酱的粘度不够,它会与水分离,番茄酱会沉淀在调味瓶的底部;如果番茄酱中的淀粉太粘,它会结晶成胶体,所以番茄酱很难从瓶子里倒出来。在食品行业,这个问题已经通过特殊的化学手段得到了解决。余龙听说后,立即参考番茄酱的加工工艺和改性方法,开发了降解包装材料中淀粉属性稳定的新方法。2006年,他首次成功开发并产业化了全淀粉可生物降解塑料包装材料。在这一创新成果的技术支持下,一家生产可降解包装材料的公司诞生了,生产糖果、饼干、巧克力等食品的内包装现已在伦敦上市。

专注于研发:新材料可以“吃”、“玩”

余龙从澳大利亚科学院回到华南理工大学后,先后开发了快递缓冲(泡沫)包装材料、药品胶囊、环保水缓释化肥包装等国际新产品。

余教授的实验室里,有十几个透明的袋子,里面装着五颜六色的小圆柱体。这些材料既可以吃,也可以玩,也可以用。近年来,我国快递业发展迅速,在快递运输过程中,不可避免地需要大量的缓冲(泡沫型)包装材料。以石油基塑料泡沫为主的缓冲包装给环境保护带来了巨大的负担。余龙利用原有的“全淀粉可生物降解塑料”生产工艺和自主研发的加工设备反应挤压加工系统,生产全淀粉、可降解环保缓冲包装材料,传统发泡设备小型化、智能化设计,大大降低了运输和储存成本。

余龙解释说,98%的普通泡沫塑料是空气,在运输过程中占据了很大的空间和成本。大多数卡车在运输过程中都装有空气。研究团队将原来的巨型发泡设备重新设计成只需6万元以上的小型机器,提供发泡前的颗粒原料,使制造商可以根据需要随时随地使用发泡,并利用互联网技术建立一定范围的交付半径。他进一步解释说:“因为这种材料完全是由淀粉制成的,所以可以用作动物饲料。同时,也可以制作儿童玩具,用小圆柱体拼出各种形状,既安全又能激发儿童的创造力。”

环保水化肥包装是余龙研发团队的另一种产品。该团队即将开发一种新的“淀粉胶体”外壳。一方面,它具有保水性,能吸收自身重量数百倍的水分,确保化肥施用过程中的最大效益。另一方面,“外壳”本身是一种可以完全生物降解的材料,消除了土壤的二次污染。

国际合作:担任中新国际联合研究院院长

2015年底,“中新国际联合研究所”落户“中新广州知识城”,成为中新科技成果产业化和人才交流的重要平台。华南理工大学和新加坡南洋理工大学是研究所的主要建设主体,余龙被任命为研究所所长。

余龙介绍,研究所定位为产业化平台,倡导与产业合作,产业化成果是项目成果评价的重要标准。目前,研究所批准的项目大部分已得到行业认可和合作伙伴的直接财政支持。

围绕广州重点产业发展,研究所一期建设包括污染控制与环境恢复、新能源、生物医学材料、食品营养与安全、人工智能、绿色建筑、智慧城市等6个研发平台,首批23个产业化项目,其中16个是中新科技合作项目。

余龙表示,中新国际联合研究所的一项重要任务是建立引进国外大学和科研机构的应用技术模式。“研究所正在寻找一种新的模式,使外国大学和科研机构的高新技术通过这个平台获得经济效益,提高中国高新技术企业的科技水平。一是打造孵化平台,共同孵化项目;二是通过成果产业化产生经济效益,建立互利模式。余龙说。

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