英國蘇塞克斯大學生首創以魚類廢棄物為原料的可降解塑料,替代一次性塑料前景廣闊
我國是世界十大塑料制品生產和消費國之一,塑料垃圾污染由來已久。早在十多年前,“白色污染”的治理就成為學界和產業界關注的重要議題。而在全球范圍內,上至珠穆朗瑪峰,下至馬里亞納海溝,塑料制品對全球環境造成的不良影響愈加凸顯,全球塑料垃圾問題亟待解決。據世界銀行統計的數據,近半個世紀以來,塑料產量增速遠遠高于任何一種制造業用料。全球超過40%的塑料只使用一次便被丟棄,但目前大多數生物塑料及可堆肥塑料并不適用于現有的垃圾處理設施。
英國蘇塞克斯大學的Lucy Hughes發明的由有機魚廢棄物制成的生物可降解一次性塑料——MarinaTex在全球數千參賽作品中突出重圍,最終獲得2019年戴森設計大獎國際冠軍的殊榮。
MarinaTex是一次性塑料的生物可降解替代品,由有機魚廢棄物和取源于當地的紅藻制成。它具有和塑料一樣的外形和觸感,相比石油加工制造而成的塑料具有更結實、更安全及可持續的特點。MarinaTex使用紅藻結合從魚廢棄物中提取的蛋白質的獨特配方,從而達到很高的連結強度和彈性。它在家即可降解,也就是說在4-6周內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礎設施來處理。MarinaTex的原材料源于水產捕撈業的副產品,有助于減少現有的資源浪費,實現有機資源循環利用。Lucy表示,僅一條大西洋鱈魚便可以制造出1400個MarinaTex塑料袋。
詹姆斯·戴森爵士表示:“對如何解決全球性問題,青年工程師和設計師充滿了熱情、責任感和創新視角。今年,戴森設計大獎已經邁入了第十五個年頭,在以往的基礎上見證了更多更具獨特視角的作品的誕生,見證了工程及設計領域的創新與突破。此外,大賽也見證了女性工程師的崛起——50%的入圍作品由女性團隊設計。在激烈角逐的眾多作品中,我們最終選擇了人們可能最急需的設計。MarinaTex解決了兩大問題:無處不在的一次性塑料和魚廢棄物。我希望進一步的研究與開發將有助于推動MarinaTex走得更遠,成為一次性塑料問題的解決方案。”
MarinaTex生物塑料的發明過程
水產加工業的廢棄物包括內臟、血液、甲殼、貝殼、魚皮、魚鱗等,這些廢棄物最終會被填埋,產生大量浪費。通過廣泛的研究,Lucy發現魚皮和魚鱗具有堅固、靈活的蛋白質結構,非常適合用于生物塑料的生產。
為了使這些蛋白質結構能夠相互連接以創建一種全新的材料,Lucy著手尋找一種有機粘合劑。為減少運輸成本,她將目光投向了本地的海岸線,在進行了多次海生有機物作為粘合劑的可行性實驗后,最終選擇了瓊脂。
瓊脂是從某些紅藻的細胞壁中提取的多糖體,由瓊脂糖(Agarose)及瓊脂果膠(Agaropectin)構成。作為膠凝劑的瓊脂糖具有雙螺旋結構,從而形成了非常適合捕獲水分子并充當蛋白質的3D支架。
為了不斷完善實驗材料及過程,她前后進行了100多次實驗,其中大部分實驗是在寢室廚房的爐灶上完成。最終,她研發出一種與塑料類似但能實現生物降解,透明且堅固的材料——MarinaTex。
Lucy表示:“作為設計師與工程師,我們應該思考什么才是解決問題的更好方式。MarinaTex將可持續、本地化及可循環價值等概念融入設計之中,代表著對選擇創新材料的堅定承諾。能夠獲得戴森設計大獎的認可,將有助于MarinaTex獲得進一步研究和開發的機會,在項目應用的形式和功能走得更深更遠。”
中國設計大放異彩
2019年戴森設計大獎全球20強中,涌現出一批精巧的中國設計。中國大陸賽區亞軍優伴With U旨在解決脊髓受損、手術后等膀胱萎縮病人的導尿需求,方便患者的日常生活,提供后續康復可能。中國香港地區冠軍Self Sanitizing Door Handle自潔門柄利用開關門產生的動力,以及光催化作用,解決接觸傳播所引發的疾病,改善公共衛生問題。
戴森設計大獎2019年國際亞軍
Afflo智能可穿戴設備, Anna Bernbaum,帝國理工學院(Dyson School of Dyson Engineering, Imperial College London),英國
哮喘癥狀發作可以由一系列內外部因素觸發導致。根據世衛組織估計,有2.35億人患有哮喘。Afflo是一款支持AI的可穿戴設備,可監控哮喘癥狀并預測觸發因素。它通過專用的麥克風收集呼吸音頻信號,并將其與環境信息配對——通過集成傳感器收集本地數據,并在線獲取宏觀水平數據。該系統可以預測觸發每位患者的哮喘因素,并且在數據云中運用機器學習算法分析兩大數據流。分析結果將通過Afflo應用顯示給患者,使他們能夠在生活中做出相應的決策,以最大程度降低未來發生哮喘的可能性。醫療人員也可以遠程查看這些數據,從而制定經濟有效、具有針對性的治療計劃。
Gecko Traxx輪椅配件, Ryan Tilley, 墨爾本皇家理工大學(RMIT University), 澳大利亞
臨海國家風景秀麗,但是那些需要使用手動輪椅的人卻無法充分享受這些美麗景觀。Gecko Traxx是實惠的便攜式手動輪椅配件,可以在平整道路以外的地方使用。獨特的輪胎橫截面在裝入輪椅時并不會引人注意,與地面接觸之后開始擴大,必要時接觸面可增大三倍。即使在靈活度受限的情況下,使用者可以通過簡單的集成夾片,無需從輪椅下來就可以獨自將輪胎安裝到輪椅上。
