玉米的利用途径主要有(瓶子、勺子、购物袋……玉米竟能变成这些塑料制品？)

Posted 2023-06-02

篇首语：仰天大笑出门去，我辈岂是蓬蒿人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了玉米的利用途径主要有(瓶子、勺子、购物袋……玉米竟能变成这些塑料制品？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

玉米的利用途径主要有(瓶子、勺子、购物袋……玉米竟能变成这些塑料制品？)

撰文 / 刘琪何文清*（中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所） *表示通讯作者

相信很多人都喜欢吃玉米，其实，不仅我们人类爱吃，很多动物也把它当作美食。但你知道吗？除了作为粮食和饲料，玉米还是重要的工业原料，常被用来加工成玉米淀粉、玉米胚芽油、无水乙醇等，具有极其丰富的用途。更为神奇的是，利用科学“魔法”，我们还可以把它变成塑料呢！

无处不在的塑料污染

生活中，我们会不可避免地使用到塑料制品，它给我们带来诸多便利。但是，各种包装袋、购物袋、塑料餐具、饮料瓶、农用地膜、医疗用品等一次性的塑料制品，如果在使用后没有得到妥善回收和处置，就会对人类和动物的生存环境构成巨大的威胁。

如今，近年来，随着科学技术的进步、环境管理和人们环保意识的增强，许多国家和地区逐步推出“限塑令”，生物降解塑料的研究和应用也随之得到长足发展。

玉米如何变成聚乳酸

在众多生物降解塑料中，科研人员是如何给玉米“施展魔法”，让玉米变成聚乳酸的呢？其实，聚乳酸是由单个的乳酸经过一系列化学过程聚合而成的，这个过程就像是成百上千的小朋友在较短时间内手拉手连起来一样。

其实，用于合成聚乳酸的乳酸来源十分广泛，由于发酵得到的乳酸中常含有微量甲酸、乙酸、乙醇或富马酸等杂质，它们就像是紧抱双臂拒绝拉手的“小淘气包”一样，会造成聚合反应的终止。因此，往往需要进行纯化去除这些副产物，才能完成聚乳酸的生产。

化学合成聚乳酸困难重重

那么，我们可不可以用化学合成的方法获得乳酸，再生产聚乳酸呢？答案是很难。

这里需要介绍一下一对手性化合物就像是镜子内外的物品，亦如人的左右手，从大拇指到小拇指的次序相同，但左手是从左向右，右手则是从右向左，左右对称。乳酸是自然界中最小的手性分子，包括左旋型L-乳酸和右旋型D-乳酸。

若想得到聚乳酸，通常要求L-乳酸的占比要大于96%，即D-乳酸含量要小于4%。然而，化学合成的乳酸往往只能得到两者比例为1∶1的混合物，因此很难通过化学合成获得生产聚乳酸所需要的乳酸原料。由此，玉米等天然生物质就成为获得高L-乳酸的主要原料来源。

玉米通过光合作用，利用太阳光能将二氧化碳和水合成淀粉，玉米淀粉经过前面我们提到的一系列过程变成聚乳酸，再经过塑料加工过程获得聚乳酸制品，在其使用后通过堆肥等过程最终变回二氧化碳和水。

聚乳酸是有利于实现碳达峰、碳中和目标的环保材料。从全生命周期角度看，在当今全球变暖的大背景下，合理利用聚乳酸是减少资源消耗和温室气体排放的一种有效途径，也是符合中国“双碳”目标的一项举措！

聚乳酸那些你意想不到的用途

目前，聚乳酸常用于包装袋、购物袋、农用生物降解地膜、纺织纤维和一次性餐具等物品的生产。除了日常的一次性塑料制品，聚乳酸还有很多“高端”用途。在生物医学工程上，可用作手术缝合线、骨钉和骨板等，这些材料可以缓慢水解为乳酸而被身体代谢掉，免去拆线和二次手术的麻烦与风险。此外，聚乳酸还可以用于生产形状记忆聚合物、3D打印材料、汽车配件、电子产品、建筑材料、美容整形产品等。

聚乳酸产品废弃物处理方式有多种，包括堆肥、自然分解、焚化处理等，也可以再生利用，还可以转化为丙交酯、丙氨酸进行高值化利用。

本文相关工作受到国家重点研发计划项目（2021YFD1700700）和国家自然科学基金项目（42007312）资助。

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题《玉米的“变身”》，作者刘琪、何文清，有删改，原创作品转载请注明来源。