为什么海藻是某些塑料的天然替代品

塑料薄膜对环境可能是一种威胁。事实证明，用于制作塑料袋和收缩包装的超薄材料是最难回收的塑料之一，而且通常最终会被填埋或流入海洋。而当人类每年在全球范围内使用数千亿个塑料袋时，这可能会造成巨大的问题。

因此，它需要一个同样巨大的解决方案。就在本周，美国时装公司汤姆·福特宣布了其 120 万美元塑料创新奖的入围者。来自六大洲的 64 名申请者中，有 8 人被选中对他们的塑料替代品概念进行材料测试。环保非营利组织 Lonely Whale 的执行董事 Dune Ives 表示，一年后，将选出三名获胜者分享奖金并继续开发他们的产品。Lonely Whale 是该竞赛的共同领导者。

虽然入围者将农业废弃物和豌豆等各种材料都融入到自己的设计中，但就塑料替代品而言，他们有一个明显的偏好：超过一半的设计师在设计中以某种形式使用了藻类。“海藻和海带被称为海洋之肺，”艾夫斯说。“过去几年，我们看到越来越多的养殖业帮助解决近海生态系统问题，如变暖、酸化和缺氧。”目前，海藻用于食品添加剂、肥料和补充剂等产品中——但随着产量的增加，创新用途也随之增加。

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在八家入围决赛的公司中，有五家利用海藻、海带或其他藻类制作生物塑料或塑料薄膜替代品。来自英国的竞争对手包括生产可堆肥和低碳生物塑料包装的 Kelpi 和制造天然膜包装的 Notpla，后者用于制作 2019 年伦敦马拉松运动员的水袋。总部位于印度古拉冈的 Zerocircle 将当地海藻制成可溶解、对海洋安全的包装。总部位于加利福尼亚州伯克利的 Sway 也利用海藻制作可在家中堆肥的薄膜塑料替代品。最后，冰岛的 Marea 使用当地藻类设计了另一种可在环境中完全降解的生物膜替代品。

从黏糊糊的绿色植物到类似塑料的材料的转变过程可能超乎人们的想象。但这是一个非常简单的概念，英国海洋生物科学小组蓝色微生物的首席科学家、埃克塞特大学单细胞基因组学副教授迈克·艾伦解释道。塑料制造需要将化学的“基本构件”串入不同的聚合物中。艾伦说，这些构件几乎可以来自任何东西。在传统塑料中，它们通常来自从地下开采的原油，经过精炼成聚合物，并形成透明耐用的树脂。

艾伦解释说，同样的过程也适用于海藻。（毕竟，化石燃料只是古代动植物的残骸。）植物可以被分解成碳和糖，然后通过化学方法制成构件。一旦将植物结合在一起的键被分解，“你就会得到类似的生物砖，”艾伦说。然后这些“生物砖”可以用来制造一种全新的产品。

将海藻转化为工业材料的妙处在于，其天然特性也具有优势。因此，重新设计成传统塑料并不总是必要的。“真正聪明的生物塑料，即可生物降解的塑料，并没有那么复杂，”艾伦说。“它们分解得不那么厉害，而且保留了一些特性，如疏水性和渗透性。其中一些具有生物活性。它们具有类似抗菌作用，与传统塑料非常不同。”保留其中一些特性可以帮助塑料替代品更快分解、保持可食用性并抵抗细菌。

参赛的五种藻类最终产品都经过精心设计，可以分解和生物降解。例如，Notpla 可以在大约 10 天内在家庭堆肥中分解。与此同时，Zerocircle 的创始人兼董事 Neha Jain 表示，其替代品可以在数小时内在海洋环境中分解，具体取决于水温。海藻也非常丰富，几乎出现在任何有海滩的地方（有时甚至被贴上灾难性环境公害的标签）。更不用说，它不需要使用农田就能大量生长——也不需要如今农场非常依赖的淡水、杀虫剂和化肥。

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“唯一可供增长的空间就是海洋，”艾伦说，“但你不可能在海洋中种植树木或农作物，所以你的选择基本上就是海藻。”

不过，除了材料测试之外，要扩大海藻生物塑料的产量并推向市场还需要采取更多措施。Zerocircle 的 Jain 表示：“塑料生产技术经过 70 多年的改进才达到目前的产量水平。要从任何替代品中获得相同的效率和生产能力，需要时间和全球的鼓励。”

此外，艾伦强调，用一种塑料替代另一种塑料不会让世界减少对一次性用品的依赖。塑料创新奖入围者也有机会解决这个问题。

Sway 联合创始人兼首席执行官朱莉娅·马什 (Julia Marsh) 表示：“虽然我们不希望看到海藻包装在目前传统塑料存在的所有地方出现，但我们相信，在薄膜包装发挥重要且不可替代的作用的许多情况下，这是最佳解决方案。”

随着参赛者开始深入测试他们的塑料替代品，他们将与 J. Crew、Nike 和 Tom Ford 等主要服装品牌展开竞争，在供应链上测试产品。西雅图水族馆还将对这些产品进行海洋动物和环境安全测试。哪种生物塑料将胜出，无论是海藻还是其他，将在一年后揭晓。

编辑披露： Matt Sechrest是North Equity 的执行合伙人，也是 Popular Science 母公司 Recurrent Ventures 的主要投资者，也是汤姆·福特奖的顾问。他没有参与本文的分配、撰写或编辑。