日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)利用與紙板相同的木材主要成分「纖維素」,開發了一項透明材料製造技術。透過此項技術,可加工製作出如杯子或吸管等立體形狀的物體,並具備可回收性與生物降解性。今後JAMSTEC將推動此項技術的實用化,期取代既有容器包裝塑膠,進而解決海洋塑膠污染的問題。
JAMSTEC所開發的方法是利用「溴化鋰水溶液」做為溶劑,在高溫下溶解纖維素,在室溫下凝固後,經過水洗與乾燥製程後製作出透明材料。水洗過程中產生的廢液可經由濃縮後,再次做為溶劑或清洗用水使用,實現資源再利用的製程。
此次研究中,研究團隊在原料方面採用了棉花收成後殘留在種子表面上,稱為「棉短絨(Cotton Linter)」的細毛物質,但只要是含有纖維素的材料皆可做為原料使用。因此,此項技術亦可應用於例如使用舊衣、廢紙等纖維素類廢棄物的升級再造(Upcycle),或是將已製成的透明材料粉碎後,再次成形為相同產品的水平回收。
JAMSTEC製作出的透明材料厚度約為0.3~1.5 mm,與普通紙板相當甚至可達其5倍厚,且同時實現了高透明度。在包裝材料用途常見的0.3~0.7 mm厚度範圍內,新材料的霧度(Haze值)在30 %以下,展示了極高的透明度。另已確認材料的硬度與強度甚至可以超越代表性的硬質塑膠—聚碳酸酯(PC)。
此外,研究團隊也利用JAMSTEC所擁有的調查船等資源,進行了新材料在海洋中的生物降解性驗證。在相模灣三崎外海深度757公尺海域進行的實驗中發現,利用新透明材料製成的杯子在4個月內可達到幾乎完全消失,證實即使在深海中,仍有微生物可分解纖維素,推進其生物降解過程。
為達到實用化的目標,今後JAMSTEC將進一步推動包括建立可實現大量生產、降低成本的連續製造流程,以及提升使用過後溶劑的回收與再利用技術等研究開發。