AI助力打造可降解保鲜膜,回归自然
日常用于覆盖剩菜并置于冰箱的保鲜膜,虽然能短暂保鲜,但一旦废弃,这些塑料便会在垃圾填埋场中滞留数十年甚至更久。
“塑料制品的设计初衷仅限于几分钟的使用,”该项目的研究人员之一阿比舍克·索斯表示,“它们在自然界中可存续约500至600年。然而,我们期望这些产品在使用结束后能迅速降解。”
索斯指出,这些塑料制品的降解速度并不快。
“它们非常顽固,”他补充道,“它们已经渗透进我们的食物链……水体和土壤都因这些塑料而遭受污染。”
但索斯与其合作伙伴 Tram Le 和 Peter Chung 一起,利用全天然成分研制出了一种新型保鲜膜。
主要成分包括源自树木的纤维素,以及通常提取自蟹壳、虾壳或蘑菇的明胶和壳聚糖。鉴于这些是天然成分,Le决定测试它们被丢弃后的降解情况。
“三周后,你就连样本都找不到了,”她说。保鲜膜样本已经分解,融入了土壤之中。
“这是用天然材料制成的,所以最终也会回归自然。我们的生物塑料生产过程中不使用任何有毒化学物质,”她解释道。“所以,就算你把它扔进花园里,也完全没问题。”
当然,如果性能不佳,便无法获得市场青睐。
为了评估其性能,研究人员用两根黄瓜对比了他们研制的保鲜膜和市面上常见的塑料保鲜膜。一周后,结果显而易见。
索斯说:“我们用塑料薄膜包裹的蔬菜在冰箱里的保质期更长。而那些用保鲜膜——也就是市面上卖的那种保鲜膜——包裹的蔬菜则比较软,而且上面还长了霉菌。”
“我们研发的这种材料表明……这些蔬菜的保质期延长了1.5到2倍,”他补充道。
要想在家庭或超市广泛使用,这种材料还需要提高其防水防油性能。例如,蒸汽或冷凝水产生的水分可能会削弱这种包装材料的强度。
这就需要人工智能技术的介入。
想想你烤蛋糕的时候:所有食材——糖、黄油、鸡蛋和面粉——混合在一起,共同作用,创造出恰到好处的口感和质地。稍微改变一下配比,蛋糕的味道就会不一样。
情况也是如此。Le、Sose 和 Chung 正在利用人工智能来帮助他们更好地预测配方中的不同变化将如何影响他们制作的卷饼。
在解决防水防油问题后,他们计划着手研究如何扩大产品生产规模,使其更广泛地应用于商业领域。他们希望在未来几年内这些问题都能得到解决,产品就能在超市上架销售。
Sose表示,从长远来看,这一过程可以帮助科学家用其他有害化学物质替代日常用品中使用的其他化学物质。
“这只是我们针对生物塑料所展示的概念验证,但它也可以推广到其他影响我们健康的材料上,”他说。