張博寧

摘要隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水準的提高，環(huán)境污染成為人們不得不面對的問題。應(yīng)用新功能材料成為環(huán)境保護的重要途徑之一。本文介紹了生物降解高分子材料及其原理。同時以生物降解高分子材料為例闡述了生物降解高分子材料對于環(huán)境保護的重要性，旨在進一步地推動新功能材料在環(huán)境保護中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞新功能材料；環(huán)境保護；原理；重要性

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，新功能材料的不斷研發(fā)以及其在環(huán)境保護中的作用引起了人們的廣泛關(guān)注。應(yīng)用新功能材料已經(jīng)成為當前統(tǒng)籌經(jīng)濟與環(huán)境的友好發(fā)展的創(chuàng)新途徑之一。該類材料的廣泛應(yīng)用對于促進當前經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整與完善有著重要的作用。

1生物降解高分子材料及其原理

1）什么是高分子？高分子就是分子量在幾萬與百萬之間的分子。例如，人體本身就是個龐大的“高分子”集合體，大到人體的毛發(fā)、皮膚、骨骼以及各個器官，小到酶、多肽以及核酸等都是高分子，日常生活中的被子、拖鞋、書包以及杯子等都有著“高分子”的身影。由此不難看出，“高分子”一直圍繞在人們的身邊，與人們的生活息息相關(guān)。

2）高分子材料。生物降解高分子材料是指通過細菌、霉菌、藻類等微生物自身以及酶等分解作用繼而降解，從而實現(xiàn)對環(huán)境無污染的一類高分子材料。微生物有水存在的情況下對環(huán)境中的高分子材料的結(jié)構(gòu)進行分解并致使其斷裂，并不斷地分解成單個分子量較小的分子，從而最終變成水和二氧化碳，實現(xiàn)清潔降解的目的。

3）高分子材料生物降解原理。高分子材料的可降解性主要基于以下3種途徑：第一，機械破壞作用，通過微生物的繁殖促使聚合物分解繼而電離，破壞聚合物，使其變成分子量較小的低聚物；第二，生物化學(xué)分解，通過微生物分解作用將低聚物進一步分解成水和二氧化碳等物質(zhì)；第三，酶的分解作用，微生物在生長過程中會產(chǎn)生大量的酶，這些酶能夠快速地將高分子材料迅速水解。

此外，天然降解的高分子材料來源于生物體內(nèi)的物質(zhì)，諸如纖維素以及淀粉等，這些高分子材料的降解周期相對來說較短，通常會在微生物的分解作用下產(chǎn)生多糖、氨基酸以及多肽等物質(zhì)，而且這些物質(zhì)容易被機體吸收，有利于微生物的生長和繁殖。但是這種材料在力學(xué)上表現(xiàn)較差，如不易抗壓等。因此需要加以改良后才可以應(yīng)用于日常的生產(chǎn)中。而人工合成的生物降解材料具備材料組成、結(jié)構(gòu)以及降解過程等易于控制的優(yōu)點。比如調(diào)節(jié)人工合成的生物材料的降解速度和組織的強度大小。因此，比較容易構(gòu)造一個空隙較大的三維支架結(jié)構(gòu)。但是，這種人工合成的材料親和力比較弱，常常需要加入一些活躍性的基團、生長因素以及其他黏附性的因素來提高其自身的親和力。

2生物降解高分子材料對于環(huán)境保護的重要性

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們消費水平的提高，生活中的污染越來越多，也逐漸影響了人們的日常生活。大量的食品包裝盒、塑料袋以及薄膜等給環(huán)境帶來了巨大的危害，一方面，這些白色污染難以分解，嚴重地破壞了環(huán)境衛(wèi)生。另一方面，大量的焚燒這些垃圾造成了空氣污染，有毒的顆粒會對人體的健康構(gòu)成危害。而生物可降解分子材料的應(yīng)用可以有效地解決當前白色污染對環(huán)境所帶來的威脅。這些在生活中方方面面的應(yīng)用，對于環(huán)境的保護有至關(guān)重要的作用，其主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

1）在餐飲業(yè)的應(yīng)用，減少了塑料飯盒等的污染。在餐飲業(yè)中，各種高分子材料隨處可見，例如可降解的杯子、飯盒等。而如果我們一直在使用這些不可降解產(chǎn)品的話，諸如一些塑料飯盒、杯子以及餐飲業(yè)中常見的塑料袋打包袋等。一方面這些產(chǎn)品中的化學(xué)物質(zhì)受熱易分解，對人體有害，例如塑料袋中的聚乙烯受熱分解會產(chǎn)生大量的致癌物質(zhì)。另一方面，這些包裝材料的不易分解必定會給大自然、社會、政府帶來極大的災(zāi)難，而生物降解材料在餐飲業(yè)中的應(yīng)用，有效地避免了上述問題的發(fā)生，減少了環(huán)境污染的壓力。

2）在農(nóng)用生產(chǎn)中的應(yīng)用，替代了傳統(tǒng)的塑料薄。我國是農(nóng)業(yè)大國，每年對于塑料薄膜的需求是十分巨大的，而且成本低廉也使普通的農(nóng)戶使用得更多，普通農(nóng)用薄膜難回收，在自然環(huán)境中十分容易破壞現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境，其難降解性也是令人詬病的一方面，它還會對土壤產(chǎn)生有害物質(zhì)，使土壤肥力下降，阻礙植物對于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用，導(dǎo)致產(chǎn)量減少，其實這樣是不劃算的，為了貪圖小便宜，既損壞了利益，又破壞了環(huán)境。然而大多數(shù)人不知道的是，如果利用可降解的高分子生物材料替換農(nóng)戶們?yōu)榱吮阋硕x擇的塑料薄膜，可大大地增加土壤的肥力，因為這些可降解的生物材料可以在土壤里降解變成養(yǎng)分滋養(yǎng)植物。這樣不但減輕了環(huán)境污染，還有益于植物的生長，達到循環(huán)利用的目的。其次還會對農(nóng)戶的經(jīng)濟產(chǎn)生有效的促進作用。

3）在醫(yī)用材料上的應(yīng)用，避免了傳統(tǒng)的針管等對環(huán)境的污染.以前醫(yī)用的很多水袋還有針管都是塑料的，醫(yī)用品很多還是一次性的。大量的污染源又產(chǎn)生了，一些不法分子將這些塑料有毒的針管又重新加工成兒童玩具，對孩子們的身體發(fā)育造成了極大的危害。將生物降解高分子材料應(yīng)用于常見的醫(yī)學(xué)材料的生產(chǎn)上，促進醫(yī)用材料質(zhì)量的進一步提升。

4）在食品工業(yè)中的應(yīng)用，取代傳統(tǒng)的飲料塑料瓶等不易降解的材料。食品工業(yè)在發(fā)展的過程中，生產(chǎn)制造的大量食品包材等對環(huán)境造成了大量的污染，諸如飲料瓶等，這些飲料瓶一般難以分解，隨意丟棄以及焚燒都給自然環(huán)境帶來嚴重的污染。而采用高分子材料制成的飲料瓶能夠有效地解決這類問題。目前生物可降解的礦泉水瓶已經(jīng)問世，其原材料為植物纖維以及淀粉。

3結(jié)論

綜上所述，新功能材料對于環(huán)境保護有著至關(guān)重要的作用。在我國的2025規(guī)劃當中，高分子材料技術(shù)已經(jīng)被列入國家重點發(fā)展的項目之一，由此也不難看出我國政府以及整個社會對生物降解高分子材料的作用以及未來前景的重視與看好。因此，新功能材料必將起到非常重要的作用，同時也會帶來廣闊的應(yīng)用場景以及市場前景，未來必將廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品工業(yè)以及其它與我們生活息息相關(guān)的行業(yè)。endprint