生態(tài)環(huán)境材料研究與發(fā)展

張喆+王捷+孫學(xué)超

摘 要：生態(tài)環(huán)境材料以其優(yōu)越的使用性能、與環(huán)境的相協(xié)調(diào)性受到人們的關(guān)注，并被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。主要對(duì)生態(tài)環(huán)境材料的定義、優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)等進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，通過(guò)對(duì)比得出生態(tài)環(huán)境材料與傳統(tǒng)材料的生態(tài)化改造是今后材料行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)這一結(jié)論。

關(guān)鍵詞：生態(tài)環(huán)境；環(huán)境協(xié)調(diào)性；材料設(shè)計(jì)；新工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TB39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.24.052

1 生態(tài)環(huán)境材料的概念和特點(diǎn)

1.1 生態(tài)材料的概念

生態(tài)環(huán)境材料是指具有良好的實(shí)用性和環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。協(xié)調(diào)性指消耗少、污染小、循環(huán)利用率高。生態(tài)環(huán)境材料充分考慮了人與自然社會(huì)的協(xié)調(diào)性，能夠改善環(huán)境質(zhì)量，是未來(lái)材料發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是材料可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

1.2 生態(tài)材料的特點(diǎn)

生態(tài)環(huán)境材料的特點(diǎn)主要有：①先進(jìn)性。能開(kāi)拓更廣闊的活動(dòng)范圍和環(huán)境，發(fā)揮其優(yōu)異性能。②環(huán)境協(xié)調(diào)性。協(xié)調(diào)人類(lèi)的活動(dòng)范圍與外部生態(tài)環(huán)境，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。③舒適性。能使人類(lèi)生活環(huán)境更加舒適。

2 生態(tài)環(huán)境材料的產(chǎn)生與發(fā)展

曾經(jīng)的材料領(lǐng)域忽略了材料對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響，著重于最大限度地發(fā)揮材料的性能。20世紀(jì)90年代初期，日本教授山本良一首次提出了生態(tài)環(huán)境材料的概念，國(guó)際上由此開(kāi)展了廣泛的研究。生態(tài)環(huán)境材料的出現(xiàn)不僅僅是材料自身的發(fā)展需求，也是生態(tài)環(huán)境、社會(huì)全體、人類(lèi)生存發(fā)展的需求。目前各種無(wú)毒的涂料、環(huán)境凈化材料、生態(tài)資源材料環(huán)境修復(fù)材料及環(huán)境降解材料已經(jīng)被相繼開(kāi)發(fā)。任何材料在經(jīng)過(guò)改造后可達(dá)到節(jié)約資源、與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，均可視為生態(tài)環(huán)境材料。

3 環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)與生態(tài)設(shè)計(jì)

根據(jù)1997年修訂的ISO14000標(biāo)準(zhǔn)引入生命周期評(píng)價(jià)。LCA是產(chǎn)品系統(tǒng)在整個(gè)壽命周期中輸入輸出的環(huán)境影響評(píng)價(jià)。同時(shí)根據(jù)環(huán)境協(xié)調(diào)性、物化性質(zhì)和功能特性設(shè)計(jì)、制備新材料，并利用各類(lèi)材料和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)以及制備、加工和評(píng)價(jià)方法的發(fā)展探索最佳的制備及加工方法。作為一個(gè)共性基礎(chǔ)，全世界建立的材料及制品環(huán)境影響數(shù)據(jù)庫(kù)已超過(guò)1 000個(gè)，一些評(píng)價(jià)軟件同時(shí)出現(xiàn)。

眾多學(xué)者將與材料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生命周期評(píng)價(jià)相結(jié)合，通過(guò)生命周期評(píng)價(jià)選用材料、開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，使生命周期評(píng)價(jià)得到更廣泛的應(yīng)用。生命周期是指在產(chǎn)品系統(tǒng)中相互聯(lián)系的階段，從原材料的獲得、產(chǎn)品的產(chǎn)生一直到產(chǎn)品的廢棄。LCA近些年研究范圍不斷增大，由包裝材料到金屬材料，再到高分子和無(wú)機(jī)非金屬材料等。

4 新型生態(tài)材料技術(shù)拓展

目前以下一些觀點(diǎn)已得到世界性的公認(rèn)：未來(lái)新材料的一個(gè)基本性能就是材料的環(huán)境性；LCA方法即將成為評(píng)價(jià)材料產(chǎn)業(yè)的方法；資源保護(hù)及利用、替代不可再生資源及資源再生將成為重要發(fā)展方向，生態(tài)環(huán)境材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用將是其未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。

生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向有降低人均材料消耗和集約化程度、使用生態(tài)化的生產(chǎn)工藝減少生命周期中的環(huán)境影響、開(kāi)發(fā)清潔及可再生天然能源、通過(guò)強(qiáng)化再生提升生物降解性、利用環(huán)境協(xié)調(diào)性高的高分子合金生產(chǎn)設(shè)計(jì)和可再生循環(huán)高分子材料加工，使整個(gè)過(guò)程產(chǎn)物無(wú)害化。

5 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)材料研發(fā)設(shè)想，就要從生命周期性評(píng)價(jià)，生態(tài)材料的設(shè)計(jì)、研究與開(kāi)發(fā)等入手。在未來(lái)，與環(huán)境相容的新材料、綠色產(chǎn)品、材料環(huán)境負(fù)荷低的新工藝和新技術(shù)方法也將得到開(kāi)發(fā)，這對(duì)于改善資源緊張、防治環(huán)境污染有重大的意義。

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〔編輯：王霞〕