这种廉价、坚固的纸袋可以重复使用 用旧后还可转变成生物燃料

我们每年使用五万亿个塑料袋，在自然环境中发现的所有塑料产品中，塑料袋位居前五位。然而，即便是使用纸袋，对环境影响的情况也并没有好转，许多研究，包括2020年联合国环境规划署的报告，都提到了生产不太耐用的塑料替代品所需的能源和资源密集型工艺的环境成本。

纸袋的部分问题是其相对较短的生命周期，它们与湿气不相容，而且在作为脆弱的容器短暂使用后缺乏实际用途。

宾夕法尼亚州立大学的研究人员决定应对这些挑战，并已创造出一种有可能使消费者和环境受益的产品。通过一些廉价的加热和化学操作，科学家们创造了一种纸质产品，其强度足以多次重复使用，耐水暴露，并最终可以在最后作为生物燃料的良好来源使用。

(资料图片仅供参考)

首席研究员Jaya Tripathi说："重复使用主要受制于袋子的强度，而典型的纸袋不太可能被重复使用所需的次数，因为它在湿润后的耐用性很低，"他以前在宾夕法尼亚州立大学，现在在加州联合生物能源研究所任职。"使用昂贵的化学工艺来提高湿强度，削弱了纸在商业应用中的生态友好和成本效益的特点，因此有必要探索非化学技术来提高纸袋的湿强度。

Tripathi所倡导的技术是热处理，即在缺氧的空间中缓慢加热纸张的纤维素，以增加其湿时的抗拉强度。经过40分钟的高温分解，纸张的湿抗拉强度在392°F（200°C）时达到了1,533%的峰值，并随着温度的升高而稳步下降。

她说："我正在研究其他的东西，即研究高温分解如何影响纤维素作为生物燃料基质的葡萄糖产量。但我注意到，随着我们对纤维素进行蒸煮，纸张的强度也在增加。这让我觉得它可能适合于包装，这是一个完全不同的应用。"

这种更强的产品可以看到一个纸袋在使用后忍受着湿的和干的，然而，扭结降低了它作为生物燃料产品的效用，大大降低了产品的葡萄糖产量。为了解决这个问题，研究人员用碱性的氢氧化钠溶液处理纸张。纸张从690mg/g的生物质基质（在392°F的火化温度下）变成了933mg/g的10%碱性处理。

Tripathi说："通过改用更结实、可重复使用的纸质购物袋，我们可以消除大部分的废物。像我们在这项研究中展示的技术--如果它能够得到完善--包括将破旧的袋子作为生物燃料生产的基质，其影响将是巨大的。"

虽然这项实验室研究显示了这种耐用纸模型的前景，但它显然离实际应用还有一段距离。然而，延长纸的生命周期，使其更加耐用，并在废弃后为其找到用途，可以在很大程度上抵消其生产的环境成本，使其成为塑料的可行替代品。

"当这些纸制品的主要用途结束时，将其用于次要用途使其更具有可持续性，"研究人员、宾夕法尼亚州立大学农业和生物工程副研究教授Daniel Ciolkosz说。"这是我们认为社会应该考虑的一个概念"。

这项研究发表在《资源、保护和回收》杂志上。

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