生态环境材料
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生态环境材料的设计思路材料是社会发展和国民经济的先导和物质基础,是人类发展史的里程碑。
材料的使用、发现和发明,使得人类在与自然界的斗争中,走出了混沌蒙昧的落后时代,发展到科学技术高度发达的今天。
可以说,我们的现代文明就是一个大量地生产和使用材料、能源的过程.然而,在这一过程中,人们过多地追求了材料的使用性能,而对材料的生产、使用和废弃过程中需要消耗大量的资源和能源却没有节制,其结果必然是给环境带来的压力越来越大,对环境造成的污染越来越严重.各种统计数字已经表明,传统材料及其制品的制造、使用和废弃过程是造成当今世界能源短缺、资源过度消耗和枯竭以及环境污染的主要原因之一.随着人类文明进程的不断发展和“可持续发展战略”的提出,客观现实要求人类从环境保护角度出发,重新认识和评价人类过去在材料研究、材料开发、材料使用和材料回收等方面的行为,绿色设计和绿色制造成为人们关注的话题。
1.环境友好材料的概念环境友好材料也称生态环境材料,简称环境材料,是1990年10月在一次关于材料服务于人类生活、行为的未来状况与环境关系的讨论会上,由日本材料科学家和工程师提出来的.目前,对于环境材料的概念国际上仍没有统一的说法,不过经过近20年的研究,材料工作者较为普遍接受的观点认为,环境友好材料是指在材料的整个寿命周期中,同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性,或者能够改善环境的材料.环境友好材料是从原材料采集、加工、使用或者再生循环利用以及废料处理等环节乃至废弃的整个生命周期中,资源和能源消耗最少、对生态环境影响最小、再生循环利用最高或可分解、安全处理的具有优异使用性能的材料.简言之,它是指在加工、使用和再生过程中具有最大使用功能及最低环境负荷的环境友好型材料.环境友好材料对减少材料生产和使用过程中的废弃物排放量、减少资源和能源的浪费、保护环境起着至关重要的作用,也是实现材料可持续发展的唯一途径。
环境友好材料实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料,它是由材料工作者在环境意识指导下,或开发新型材料,或改进、改造传统材料所获得的.它一般具有以下特征:先进的功能性、良好的工艺性、合理的经济性、协调的环境性和舒适性。
生态环境材料集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#高分子材料论文题目生态环境材料学院理学院年级 2013级专业材料化学姓名魏佳学号生态环境材料魏佳(甘肃农业大学理学院材料化学专业,甘肃兰州,730070)摘要:90年代初,在可持续性发展理论和应用的推动下,国际材料界出现了一个新的领域——环境材料,在这种材料的研究和开发的过程中,既要追求良好的使用性能,又要深刻认识到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量,并在材料的提取、制备、使用直到废弃与再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响。
它在生产的过程中对资源和能源的消耗量比较少,废弃后能够回收再生利用的可能性比较大,其从生产使用到回收的全过程对周围的生态环境的影响也最小。
因而它可以称为“绿色材料”或者“生态材料”。
关键词:环境;生态;发展;材料生态环境材料的研究内容比较广泛,归纳起来可以概括为材料的环境协调性评价,生态环境材料的设计,材料在制备加工中的环境协调技术包括零排放和零废弃加工技术,以及材料在使用过程中的环境协调性技术如制备环境协调性制品等等。
具体从材料的性能上来说主要包括以下几个方面:再生利用型材料,包括再生的可以降解的塑料、在家用电器中能够加以回收利用的电路基板,在生产和使用过程中污染较少并且能够回收再生的纸张等。
能够经自然界微生物分解或者能够自动降解的材料如新型的包装袋,由天然材料加工成的高分子材料等。
为净化环境和防止污染而设计的材料如新型的不释放有害气体的墙体材料,高吸油性树脂等。
替代传统有污染的材料的新型材料如冰箱内的全无氟制冷剂等。
与洁净能源相关并且能够利用它们的材料,如燃料电池中的储氢材料。
环境材料有区别于传统材料的特点。
环境材料的主要特点就是在保证了它们具有良好的使用功能的前提下,在其生产、使用和回收处理过程中对资源的利用率很高并且在上面的三个过程中对生态环境无副作用。
而传统材料在上面三个方面的效果往往是比较差的。
【高分子生态环境材料的研究进展及应用】1. 引言高分子生态环境材料是近年来备受关注的领域。
随着人们对可持续发展和环境保护意识的增强,对替代传统塑料、降解塑料废弃物的研究和应用也愈发重视。
本文将就高分子生态环境材料的研究进展及应用展开讨论,并对其相关概念、技术和未来发展方向进行深入探讨。
2. 高分子生态环境材料的定义和特点高分子生态环境材料是指能够通过生物降解、可循环再生或对环境产生较小影响的材料。
与传统塑料相比,高分子生态环境材料具有可持续发展、资源节约、环境友好等特点。
这些材料从材料的设计、生产、使用、处理到最终的环境归结过程都可以减少对环境的影响,具有广阔的应用前景。
3. 高分子生态环境材料的研究进展在高分子生态环境材料的研究领域,目前已有众多研究机构和企业进行了深入的研究和应用。
美国卡耐基梅隆大学的研究团队成功研发出一种具有生物降解性质的高分子材料,可以完全降解为水和二氧化碳。
我国科学院等国内外研究机构也在高分子生态环境材料的领域取得了重要突破。
通过不断的研究和实践,高分子生态环境材料在材料学、化工、环境科学等领域的应用逐渐扩大,为解决塑料污染等环境问题提供了新的解决方案。
4. 高分子生态环境材料的应用领域高分子生态环境材料的应用领域非常广泛,主要包括包装材料、一次性餐具、农业覆盖膜、医疗器械、纺织品等。
其中,包装材料是高分子生态环境材料的主要应用领域之一。
生物降解包装袋、可降解的塑料膜等在食品包装行业得到了广泛应用。
高分子生态环境材料还被应用于医疗器械领域,如生物降解性吸收缝合线、注射器等,为医疗健康领域带来了新的机遇和挑战。
5. 个人观点和展望高分子生态环境材料的研究和应用是一个不断发展的领域,具有较高的创新性和应用价值。
从长远来看,高分子生态环境材料将在环境保护、资源替代等方面发挥重要作用。
随着材料科学、环境科学等学科的不断发展,相信高分子生态环境材料在未来会有更广阔的应用前景,为全球环境可持续发展贡献力量。
生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料。
良好的环境协调性是指资源、能源消耗少,环境污染小,再生循环利用率高。
生态环境材料是人类主动考虑材料对生态环境的影响而开发的材料,是充分考虑人类、社会、自然三者相互关系的前提下提出的新概念,这一概念符合人与自然和谐发展的基本要求,是材料产业可持续发展的必由之路。
生态环境材料主要有:纯天然材料、仿生物材料、环境兼容性包装材料、环境兼容性涂层材料、环境降解材料以及环境工程材料等各类生态环境材料。
生态环境功能材料领域的研究进展及学科发展展望一、本文概述随着全球环境问题的日益严重,生态环境功能材料的研究与应用已成为解决环境问题的关键手段之一。
本文旨在全面综述生态环境功能材料领域的研究进展,包括新型材料的开发、性能优化以及在实际应用中的效果评估等方面。
同时,本文还将深入探讨生态环境功能材料学科的未来发展趋势,为相关领域的研究者提供有价值的参考信息。
本文将回顾生态环境功能材料的发展历程,梳理出该领域取得的主要成就和存在的问题。
在此基础上,重点分析近年来生态环境功能材料在污水处理、大气治理、土壤修复等方面的应用案例,揭示其在实际应用中的优势和挑战。
本文将探讨生态环境功能材料领域的研究热点和发展趋势。
随着科学技术的不断进步,生态环境功能材料的种类和性能也在不断更新和完善。
本文将关注新型生态环境功能材料的研发进展,如纳米材料、生物基材料、复合材料等,并分析这些材料在解决环境问题方面的潜力和应用前景。
本文将对生态环境功能材料学科的未来发展进行展望。
结合全球环境问题的变化趋势和科学技术的发展趋势,预测生态环境功能材料领域未来的研究方向和发展重点。
同时,本文还将提出促进生态环境功能材料学科发展的建议,以期为推动全球环境问题的解决贡献智慧和力量。
二、生态环境功能材料领域的研究现状生态环境功能材料作为跨学科的研究领域,近年来得到了广泛的关注和发展。
在全球环境保护和可持续发展的背景下,该领域的研究显得尤为重要。
生态环境功能材料旨在通过材料的科学设计和应用,改善和优化生态环境,实现环境修复、能源节约、污染控制等目标。
环境修复材料:这类材料主要针对土壤、水体等环境的污染问题,通过吸附、分解、转化等方式,去除或降低环境中的有害物质。
例如,纳米级吸附材料、光催化材料等在重金属离子和有机污染物的去除方面表现出良好的应用前景。
节能与能源转化材料:随着全球能源危机和环境问题的日益严重,节能与能源转化材料的研究成为热点。
这包括太阳能电池材料、热电材料、储能材料等,它们能够将太阳能、热能等转化为电能或化学能,实现能源的高效利用。
生态环境材料目前全球的环境情况越来越不容乐观,污染问题日益加剧,例如化学品污染、塑料污染、工业废料的大量排放,造成了诸如酸雨、臭氧层被破坏、生物物种锐减等全球性灾难,人类的过度开垦和砍伐森林造成土地的沙漠化日益严重等。
所以在1992年,国际上首次提出了生态环境材料(Ecomaterials)的概念,生态环境材料是20世纪90年代国际上材料发展的最新趋势之一。
1 、生态环境材料概念生态环境材料是一种具有与环境协调的特殊功能材料,是指在设计、制造、加工、使用以及废弃时均考虑到资源、环境、生态等因素的材料,生态环境材料应该是同时具有优异的使用性能和优良的环境协调性, 或者是能够改善环境的材料。
所谓的环境协调性是指对资源和能源消耗少, 对环境污染小和循环再生利用效率高。
2、发展生态环境材料的意义人类的生产过程从材料的生产-使用-废弃的过程来看,可以说是将大量的资源提取出来,又将大量废弃物排回到自然环境的循环过程,人类在创造社会文明的同时,也在不断的破坏人类赖以生存的环境空间。
传统的材料研究、开发与生产往往过多的追求良好的使用性能,而对材料的生产、使用和废弃过程中需消耗大量的能源和资源,并造成严重的环境污染,危害人类生存的严峻事实重视不够。
生态环境材料的研究进展将有助于解决资源短缺、环境恶化等一系列问题,促进社会经济的可持续发展,并已逐渐兴起了全球性的生态环境材料的研究、开发和实施热潮。
4、生态环境材料评价目前通常采用环境协调性评价,也称为生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment),这是对产品系统在整个寿命周期中的(能量和物质的)输入、输出和潜在的环境影响的汇编和评价。
环境材料学主要研究在材料加工和使用过程中如何减少对环境的破坏;建立定量的评价材料环境负担性的生态循环评估方法(LCA),将环境负荷作为一个考核材料的新指标,用于指导开发具有环境意识的绿色材料和产品。
生态环境材料应该具有以下特点:一是具有先进性, 能够为人类开拓更广阔的活动范围和环境;二是具有良好的环境协调性, 即对外部环境尽可能的协调;三是舒适性, 使人们生活的环境更加美好、舒适。
生态环境材料的特征
生态环境材料,也称环境友好材料或可持续发展材料,是按照绿色发展原则开发而成的新一代环保型新材料。
它具有很多优秀的特征,更贴近自然、更加友好环境,为绿色发展做出了重大贡献。
首先,生态环境材料具有耐久性强的特点,特别是其对外界环境条件的强烈抗性。
它采用高科技合成工艺制作,能抵抗气温、日晒、电火花等毁坏性因素,有效地延长了半导体产品的使用寿命和工程预期寿命。
其次,生态环境材料为低功耗设计并具备高性能的优势,为电子产品的降低故障率做出积极贡献,极大地提高了系统可靠性。
并且,生态环境材料也可以提高设备的散热性,使电路的结构变得紧凑,能够较好地满足多样化的应用场景。
最后,生态环境材料具有出色的可回收性能。
它采用专业技术和环保工艺进行回收,几乎不会污染环境,是节能环保的代表。
由此可见,生态环境材料具备许多优良的特性,能够有效地减少环境污染,切实地促进绿色发展,受到社会的普遍认可。
作为一种十分重要的材料,它极大发挥了环保功能,为面临的各种环境挑战提供有效解决方案。
科技与创新┃Science and Technology & Innovation ·52·文章编号:2095-6835(2016)24-0052-01生态环境材料研究与发展张 喆,王 捷,孙学超(天津工业大学,天津 300387)摘 要:生态环境材料以其优越的使用性能、与环境的相协调性受到人们的关注,并被广泛应用于各领域。
主要对生态环境材料的定义、优势、特点等进行了简要的介绍,通过对比得出生态环境材料与传统材料的生态化改造是今后材料行业发展的趋势这一结论。
关键词:生态环境;环境协调性;材料设计;新工艺中图分类号:TB39 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2016.24.0521 生态环境材料的概念和特点1.1 生态材料的概念生态环境材料是指具有良好的实用性和环境协调性的材料。
协调性指消耗少、污染小、循环利用率高。
生态环境材料充分考虑了人与自然社会的协调性,能够改善环境质量,是未来材料发展的必然趋势,也是材料可持续发展的必由之路。
1.2 生态材料的特点生态环境材料的特点主要有:①先进性。
能开拓更广阔的活动范围和环境,发挥其优异性能。
②环境协调性。
协调人类的活动范围与外部生态环境,减轻环境负担,实现资源循环利用。
③舒适性。
能使人类生活环境更加舒适。
2 生态环境材料的产生与发展曾经的材料领域忽略了材料对于生态环境的影响,着重于最大限度地发挥材料的性能。
20世纪90年代初期,日本教授山本良一首次提出了生态环境材料的概念,国际上由此开展了广泛的研究。
生态环境材料的出现不仅仅是材料自身的发展需求,也是生态环境、社会全体、人类生存发展的需求。
目前各种无毒的涂料、环境净化材料、生态资源材料环境修复材料及环境降解材料已经被相继开发。
任何材料在经过改造后可达到节约资源、与生态环境相协调,均可视为生态环境材料。
3 环境协调性评价与生态设计根据1997年修订的ISO14000标准引入生命周期评价。
高分子材料论文
题目生态环境材料
学院理学院
年级2013级
专业材料化学
姓名魏佳
学号**********
生态环境材料
魏佳
(甘肃农业大学理学院材料化学专业,甘肃兰州,730070)
摘要:90年代初,在可持续性发展理论和应用的推动下,国际材料界出现了一个新的领域——环境材料,在这种材料的研究和开发的过程中,既要追求良好的使用性能,又要深刻认识
到自然资源的有限性和尽可能降低废弃物排放量,并在材料的提取、制备、使用直到废弃与
再生的整个过程中都尽可能地减少对环境的影响。
它在生产的过程中对资源和能源的消耗
量比较少,废弃后能够回收再生利用的可能性比较大,其从生产使用到回收的全过程对周围
的生态环境的影响也最小。
因而它可以称为“绿色材料”或者“生态材料”。
关键词:环境;生态;发展;材料
生态环境材料的研究内容比较广泛,归纳起来可以概括为材料的环境协调
性评价,生态环境材料的设计,材料在制备加工中的环境协调技术包括零排放和
零废弃加工技术,以及材料在使用过程中的环境协调性技术如制备环境协调性
制品等等。
具体从材料的性能上来说主要包括以下几个方面:
再生利用型材料,包括再生的可以降解的塑料、在家用电器中能够加以回收
利用的电路基板,在生产和使用过程中污染较少并且能够回收再生的纸张等。
能
够经自然界微生物分解或者能够自动降解的材料如新型的包装袋,由天然材料
加工成的高分子材料等。
为净化环境和防止污染而设计的材料如新型的不释放
有害气体的墙体材料,高吸油性树脂等。
替代传统有污染的材料的新型材料如冰
箱内的全无氟制冷剂等。
与洁净能源相关并且能够利用它们的材料,如燃料电池
中的储氢材料。
环境材料有区别于传统材料的特点。
环境材料的主要特点就是
在保证了它们具有良好的使用功能的前提下,在其生产、使用和回收处理过程中
对资源的利用率很高并且在上面的三个过程中对生态环境无副作用。
而传统材
料在上面三个方面的效果往往是比较差的。
一、定义
生态环境材料应是同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性,或者是能够改善环境的材料。
所谓环境协调性是指对资源和能源消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。
生态环境材料的研究进展将有助于解决资源短缺、环境恶化等一系列问题,促进社会经济的可持续发展。
这类材料对资源和能源消耗少、对生态和环境污染小、再生利用率高或可降解化和可循环利用,而且要求从材料制造、使用、废弃直至再生利用的整个寿命周期中,都必须具有与环境的协调共存性。
因此,所谓生态环境材料实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料,它是由材料工作者在环境意识指导下,或开发新型材料,或改进、改造传统材料所获得的。
我们之所以强调它并非仅特指新开发的新型材料,并不是它的新材料体系,是因为实际上任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求,它就应视为生态环境材料。
这种定义、概念有助于调动更广大的材料工作者的积极性,鼓励和支持他们结合本职工作,对量大面广的材料产品进行生产技术改革,实现节能、降耗和治理污染的目的。
生态环境材料与量大面广的传统材料不可分离,通过对现有传统工艺流程的改进和创新,以实现材料生产、使用和回收的环境协调性,是生态环境材料发展的重要内容。
同时,要大力提倡和积极支持开发新型的生态环境材料,取代那些资源和能源消耗高、污染严重的传统材料。
还应该指出,从发展的观点看,生态环境材料是可持续发展的,应贯穿于人类开发、制造和使用材料的整个历史过程。
生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料。
良好的环境协调性是指资源、能源消耗少,环境污染小,再生循环利用率高。
生态环境材料是人类主动考虑材料对生态环境的影响而开发的材料,是充分考虑人类、社会、自然三者相互关系的前提下提出的新概念,这一概念符合人与自然和谐发展的基本要求,是材料产业可持续发展的必由之路。
生态环境材料是由日本学者山本良一教授于20世纪90年代初提出的一个新的概念,它代表了21世纪材料科学的一个新的发展方向。
所以,我认为生态环境材料就是一种清洁的,低能耗的低污染的一种新型材料。
是以后材料学发展的主要方向,所以研究生态材料对现在社会的可持续发展有很大的帮助。
二、特点
环境材料的三个特点:
①先进性:能为人类开拓更广阔的活动范围和环境,发挥其优异性能。
在发展新材料、新技术体系时,既要考虑到技术环境负担的大小,材料本身对环境的污染程度,又要顾及材料使用时的传统性能(材料的先进性),在要求优异的使用性能这
一点上,新材料与传统材料是相同的。
②环境协调性(优先争取的目标):使人类的活动范围同外部环境协调,减轻地球环境的负担,使枯竭性资源完全循环利用。
在材料的生产环节中资源和能源的消耗少,工艺流程中采用减少温室效应气体的技术,废弃后易于再生循环。
材料及技术本身要具备环境协调性,这是区别于传统材料观念而增加的概念。
③舒适性:使活动范围中的人类生活环境更加繁荣、舒适,人们很乐于接受和使用。
关于环境材料的先进性、舒适性,不同人有不同理解,在实践中难以判断与把握,它只是一个定性的标准。
因此认为环境材料的特征可以具体改为功能性、经济性和环境协调性等。
这有利于环境材料的评判,也符合现实情况。
环境材料的设计思路是:在传统材料研究所追求的优异使用性能的基础上,充分考虑资源的有限性和尽可能降低环境负担等因素,采取有效措施,使材料具有能够再生循环利用的特性,从材料的设计阶段开始,就把材料的使用性能同保护地球生态环境、保障生活环境的舒适性充分结合起来,这是对传统材料技术与工程的革新。
三、生态环境材料的发展方向
生态环境材料研究的主要方向有:①减少人均材料流量,减少材料集约化程度;②减少寿命周期中的环境负荷,使用生态化的生产工艺;③开发天然能源,使用藏量丰富的矿物和天然材料;④避免使用有害物质,使用“清洁”材料;
⑤使用长寿命材料,强化再生利用,强化生物降解性;⑥修复环境,强调生态效率(性能一环境负荷比);⑦环境负荷小的高分子合金设计;⑧可再生循环高分子材料的设计;⑨完全降解高分子材料设计;⑩高分子材料加工和使用过程中产生的有害物质无害化处理技术。
四、生态环境材料的发展趋势
生态环境材料经过十几年的发展和研究,以下几点已为世界公认:①材料的环境性能将成为2l世纪新材料的一个基本性能;②用LCA方法评价材料产业的资源和能源消耗等将成为一项常规的评价方法;③结合资源保护、资源综合利用,对不可再生资源的替代和再资源化研究将成为材料产业的重要发展方向;④各种生态环境材料及其产品的开发和广泛应用是其发展的重点。
高分子生态环境材料未来的发展方向是:①开发高效生产技术,使高分子材
料精细化、功能化、高性能化以及生态化;②优化设计,根据各种高分子材料制品用途进行可降解或长寿命高分子材料的设计;③探讨与环境协调的再生循环方法,使高分子材料废弃物变废为宝,实现资源再生利用。
总之,生态环境材料必将成为未来新材料的一个重要分支,作为跨材料科学、环境科学以及生态科学等学科的新型材料,在保持资源平衡、能源平衡和环境平衡,实现社会和经济的可持续发展等方面将起到非常重要的作用。
如果在生产和生活中广泛使用该类材料,就可以实现社会的可持续发展,使资源和能源得到有效的利用,使我们的生产和生活环境得到有效的保护。
该类材料代表着科学技术发展的方向和社会发展进步的趋势,必将对人类社会进步起到巨大的推动作用。
五、几种生态环境材料简介
1.生物降解材料
生物降解材料是20世纪80年代后由于环境和能源之间的矛盾凸显而发展起来的一种新型高分子材料。
它是指在一定条件下、一定时间内能被细菌、霉菌、藻类等微生物降解的一类高分子材料。
真正的生物降解高分子在有水存在的环境下,能被酶或微生物水解降解,从而使高分子主链断裂,分子量逐渐变小,以致最终成为单体或代谢成二氧化碳和水。
2.仿生物材料
人工制造的具有生物功能、生物活性或者与生物体相容的材料称为仿生物材料。
仿生物材料在生物兼容性的基础上,从材料的制备到应用都与环境、人体有着自然的协调性。
已经研究开发的仿生物材料主要有生物陶瓷及其复合材料、组织工程材料和仿生智能材料等。
组织工程材料是用于取代某些生物体组织器官或恢复、维持以及改善其功能的一类仿生物材料。
常见的组织工程材料包括组织引导材料、组织诱导材料、组织隔离材料、组织修复材料和组织替换材料等。
仿生智能材料是指能模仿生命系统,同时具有感知和驱动双重功能的材料。
仿生智能材料刚刚出现十余年,但已经发展成为生物材料领域最引人注目的研究热点之一。
目前主要有智能高分子凝胶材料、智能药物释放体系以及仿生薄膜材料等。
参考文献
[1]环境材料学.翁瑞主编.北京:清华大学出版社.2004/8.第四版
[2]生态环境材料.王田明主编田津:天津大学出版社2000/12第一版
[3]材料科学技术百科全书.师昌绪主编北京:中国大百科全书出版社,1995
[4]环境材料.山本良一著,王天民译.北京:化学工业出版社,1997
[5]环境材料导论.刘江龙著.北京:冶金工业出版社,1999
[6]中国可持续发展态势分析.王伟中主编.北京:商务印书馆,1999
[7]21世纪新型材料---生态环境材料.王天民编。
天津大学出版社,2000
[8]阳光学习网---新材料生态环境材料的发展
[9]中国十二五纲要规划生态环境材料发展。