在你的印象里，玉米、红薯、高粱是不是跟奥运会八竿子打不着关系？但你可曾想过，运动员的饭碗其实是玉米、红薯、高粱做成的呢。
年的冬奥会，我们国家就使用了可降解材料——聚乳酸（PLA）来制作运动员的餐盒、餐具。这个可降解材料就是来源于我们平时见到的玉米、红薯、高粱这些生物质。在之前，我们使用的塑料餐盘来源于石油，可是我们现在为什么不用石油塑料来给运动员做餐盒呢？清华大学核能与新能源技术研究院李十中教授将给我们一个很好的解答。
为什么用生物质代替石油
政策号召减少化石能源使用
石油
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我国提出了“双碳达峰”的政策，年碳达峰，年碳中和。为了响应号召，我们在年的冬奥会上，让运动员使用的餐盒、餐具都用可降解的聚乳酸材料制作，也让聚乳酸材料走进大家的视野里。
至于化石能源，我们要提倡少用，特别是少用石油。因为石油跟煤炭不一样，煤炭现在主要用来发电，但是电可以用风能、太阳能、地热能、海洋能，波浪能、核能都可以解决。
三大合成材料
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除了车上用的汽柴油、航空用的油，海洋船用的油，石油还是三大合成材料（塑料、橡胶还有化纤）来源。想要制成这些合成材料必须要有一个物质性的原料替代石油来生产这些三大合成材料，生产我们急需的这些燃料。
目前来讲，只有生物质是最现实的，因为人类发展最早的能源，就是生物能源。
生物质能具有良好的环保性和安全性
生物质能年全球的产量是万吨，基本所有用的东西都可以用从生物质来替代。如，乙醇不仅减少了石油的消耗，而且燃烧乙醇排放的颗粒物是汽油的1/10，这在很大程度上缓解了雾霾带来的环境污染。
化石塑料制成的外卖餐盒
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我们要用生物质来切实保护我们的饮食安全，例如外卖餐盒，急需把它换成可生物降解材料。目前，我们寻找到了由农作物制成的聚乳酸可降解材料，但是这些农作物是怎么变成聚乳酸的呢？
玉米、薯类淀粉类原料生产聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯的技术路线图
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首先将农作物进行预处理，从中提取出来淀粉，然后我们将淀粉进一步处理，将这些淀粉分解成糖的最小单位——葡萄糖。然后将这些葡萄糖加入特定菌种进行发酵（类似啤酒发酵），得到高纯度的乳酸（酸奶里经常能见到），将一个一个乳酸手拉手连接起来形成了聚乳酸，我们将得到的聚乳酸进行加工修饰，它就摇身一变，从我们常见的农作物变成了运动员手里的餐盒。
聚乳酸餐盒
来源丨微博蚌埠市人民政府发布
我们运动员用的聚乳酸餐盒，就是很好的生物质可降解塑料。因为聚乳酸是乳酸聚合而成的高分子，它的单体就是乳酸，更通俗一点就是喝的酸奶里边的乳酸。实际上运动员用的餐盒就是我们平常吃的是乳酸，所以使用这个餐盒不会导致人体中毒。
某品牌聚乳酸面料的T恤
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聚乳酸餐盒不仅吃起来安全健康，用它制成的面料也具有良好性能。聚乳酸服饰主要由聚乳酸纤维制成，聚乳酸纤维又俗称“玉米纤维”。用聚乳酸纤维制成的面料，天然具有弱酸性，具有亲肤、抗螨、抑菌的作用，还有良好的光泽、丝滑感和垂坠感。面料透气性较好，可以用来制作衬衣、T恤、内衣、袜子等。
各式各样的衣物
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聚乳酸是酸性聚合物，它对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率可达95%以上。所以聚乳酸也被做成了化纤材料，即可降解还能防侵腐。聚乳酸是酸性纤维，做成袜子后不长菌，这样就解决了脚臭的问题。中印边界的解放军的内裤也是用聚乳酸做的，因为在前线好多条件不具备，聚乳酸抑菌特性就发挥了重要作用。
为什么现在改用高粱做生物燃料？
最开始用玉米做生物燃料时，它已经不是主粮了，主要用来作饲料，还有一部分用于工业。但为什么现在我们不用玉米做燃料了呢？有一个很直接的原因，那就是玉米的产量不高。
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后来我们又把目标转向秸秆，因为秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素还有木质素。用秸秆做乙醇，再做成纤维素乙醇。用秸秆做生产乙醇，它存在一些技术问题还没有解决。因为玉米是用淀粉直接水解，用淀粉酶糖化酶，就可以把它变成葡萄糖，转化成葡萄糖以后酵母菌才能发酵，把它变成乙醇，但秸秆却不是这样。
秸秆、农林废弃物等生物质原料生产聚乳酸的技术路线图
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为什么现在不用秸秆了？主要原因在于成本较高。
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秸秆的主要成分是聚合纤维素，首先要把这些纤维素、半纤维素变成单糖，让纤维素、半纤维素的表面暴露出来，才能加上纤维素酶让它降解，但这个过程都需要能耗的。不管是要高温高压，还是酸水解酸预处理减预处理，这些都需要投入成本，这是其一。
第二，加酶的过程也是成本，把不是糖的东西变成糖，首先要有一个预处理的过程，这就需要付出成本。
第三还要把木糖和葡萄糖都转化成乙醇，微生物一般只能利用葡萄糖而利用不了木糖，所以还要有一个菌种，把木糖也转化成乙醇。这个过程，同样需要耗能。
有这样三个过程，成本就高了。相反用淀粉类作物，过程就简单了许多。总而言之过程越少越简单，成本就越低。
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为什么我们现在开始用甜高粱呢？因为甜高粱属于淀粉类原料，并且它是高粱的一个品种。高粱原产于非洲，适应性广，“皮实”，从南到北都可以种，玉米就比较“娇贵”，需要一定的环境才能生长。那么第二个优势就是它的生长期短，南方的甘蔗，木薯都是一年收一季，而高粱，可以一年收三季，并且高粱的水肥用量是玉米的一半，这样以来，用高粱比用秸秆玉米成本要低。
可降解塑料袋是用什么制成的？可降解产品多久才能降解？
限塑令
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自限速令以来，超市的可降解塑料袋现在有两种，一种叫pbat，是化石能源做原料的聚对苯二甲酸丁二酯，这个是可降解的。还有一种就是聚乳酸，聚乳酸在一定的温度湿度的条件下，大约90天就可以完成降解，最多不过6个月，就可以在堆肥的条件下将其降解。这样一来，我们就解决了禁塑问题。
可降解塑料袋
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而且还有安全性的问题，我们去超市大部分购买的都是食品，我们可以注意到食品有专门的保鲜袋，这说明塑料袋对食品还是有影响的。
用化石燃料制成的塑料袋的单体还是有毒的，比如说二对苯二甲酸的单体肯定有毒，因为有苯本身是有毒的，但聚乳酸塑料袋不一样。
有实验结果显示，聚乳酸塑料堆肥以后，土壤里的蚯蚓还活得很好。但是pbat塑料堆肥后蚯蚓变少了，所以说化石塑料还是多多少少还会对人体有一些影响。
生态循环示意图
来源丨安徽丰原生物纤维股份有限公司
对于生态环境来讲：用煤或者石油做原料，再做成化石塑料的pbat，实际上还是增加了二氧化碳，虽然是可以降解了，但是二氧化碳却是排出去了，就没有实现碳中和。
而聚乳酸就是二氧化碳和水光合作用来的，那么我们把它做成乳酸、聚乳酸再降解，它又变成二氧化碳排到大气中去碳循环，这就实现了碳中和。
PLA快递袋
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像快递包装袋都可以实现用聚乳酸材料，强度也能达到。这既能实现碳中和的目标，又能达到禁塑的目的，一举两得。
饮品店为什么用纸吸管，有没有不融化的可降解材质吸管
我们可以观察到前段时间，奶茶、咖啡都用的纸吸管，但是过一阵，又是塑料吸管了，不同于之前的塑料吸管，刚推出的吸管上都多了一个PLA的标识，这个PLA就是聚乳酸。
PLA吸管
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因为在聚乳酸生产以前中国没有相关技术，只有一个做可降解材料的美国公司。但是我们中国安徽的丰源集团，他们研发了将近20年，从玉米发酵做乳酸，乳酸聚合成丙交酯，再聚合成聚乳酸。
我们国家刚开始投产，产品没有那么多，供不上，但很快，他们已经有5万吨的投产了，30万吨今年年底就可以投产，这样就能供应上了。关于融不融化问题，你要相信我们在技术上会越做越成熟哒~。
了解了这么多聚乳酸的知识，这种既环保又安心的餐具是不是让小伙伴们对我们冬奥会更加期待了~是不是更加期待看到我们奥运健儿矫健的身姿了~让我们一起期待冬奥会的来临，为他们加油助威哦~