生物基材料是源自化石资源的材料的替代品。近年来，它们得到了越来越多的推广。然而，鉴于该行业最近的发展，其真正的环境影响仍然相对未知。

本文将提供有关这些新兴材料生命周期分析 (LCA) 的最新信息。

生命周期分析（LAC）

尽管生物基材料被认为是其石油基材料的有效替代品，但其对环境影响的细节仍不为人知。植物基材料对于某些影响（例如碳足迹）当然是一种改进，但在土壤使用或土壤污染方面可能会更加棘手。要深入了解这一点， 生命周期分析是必不可少的工具。

天然纤维特性

IMT Mines Alès 环境影响研究员Joana Beigbeder 正在研究这些新型生物基材料，尤其是生物复合材料的生命周期分析。目的是比较不同情景的环境影响，无论是在生物基材料和石油基材料之间，还是根据同一材料生命周期的不同阶段。研究人员说，“生命周期分析的重点是同时研究多种环境影响，并确定在产品整个生命周期中可能发生的污染转移”。

不同来源的影响

关于环境影响，有些观点似乎是显而易见的。如果我们只看碳足迹，很明显，生物基材料比石油基材料更有益。但现实更为复杂，因为需要考虑许多变量。“碳影响是一个众所周知的指标，但我们还必须考虑污染、人类毒性、土壤或水污染或全球变暖的不同影响”，Joana Beigbeder说。以汽车行业为例。如果对于同样的功能，由生物基材料制成的零件重量更高，使用过程中则需要更多的能量，并且不一定是有益的。“从环境的角度来看，这可能是一个更好的解决方案，但这正是LCA将告诉我们的，”她说。

有些点似乎更明显，例如化石资源的消耗和对全球变暖的影响。植物材料在其生长过程中吸收CO2，这赋予了它们不可否认的优势。也就是说，它们的增长意味着对农业的影响，尤其是对土地利用的影响。“根据作物的类型，这可能会导致土壤污染。一般来说，生长所需的肥料和添加剂越多，某些影响的益处就越小，”Joana Beigbeder说。这带来了一个石油基材料不存在的新问题。

“这总是一个妥协的案例，我们寻找改进流程或产品的方法，”研究人员说。“植物，如亚麻或大麻，需要很少或不需要投入，因此是首选。但就生态设计而言，材料只是其中一个需要改进的领域”，她指出。为了减少产品对环境的影响，减轻其重量并延长其使用寿命是关键。这可以包括产品的可修复性，甚至是新概念，例如优先使用产品而不是购买产品。

亚麻纤维

“还有一个生态常识问题，如果我们研究一次性产品，可重复使用或可堆肥的材料将受到青睐，”JoanaBeigbeder说。一个研究课题包括可堆肥尿布和创可贴的开发，这是减少塑料污染的一个有希望的步骤。

预测潜在的影响

“生命周期分析研究实际上是根据产品提供的服务逐案进行的，”Joana Beigbeder说。为了估计溶剂的消耗或材料的化学合成，研究人员使用了以前的科学出版物和数学模型。但在某些领域，数据缺失。“我们有时必须对某些影响使用相当强的近似值，但这仍然使我们能够绘制趋势和需要改进的领域，”她坚持说。这可以用于植物纤维的生产以及在其使用结束时的处置。

由于这些材料尚未在市场上占有重要地位，因此目前没有处理由此产生的废物的渠道。事实上，没有关于这些新兴材料的焚烧、填埋或污染对环境的影响的数据。“为了估计这些影响，我们将它们与我们拥有数据的其他更知名的密切相关材料同化，以发展我们的假设，”她解释道。这项工作还为LCA生成了新数据，例如用于报废处理的回收模拟。

“今天一些生物基材料处于实验室阶段，仍然很难想象在工业阶段会发生什么，”Joana Beigbeder说。然后研究人员进行预测：她想象尚未上市的材料的情景，并分析这是否对环境水平有任何影响。此外，鉴于生物材料行业的近期性质，它们的生产将不如经过发展和改进的传统石油基材料优化。“这不利于新材料，因为它们需要经历几个发展阶段，”她指出。

这项研究对于开发传统材料的可持续替代品至关重要，也是应对塑料污染挑战的总体愿景的一部分。“很多研究都集中在开发对环境影响较小的新材料上。例如，VOICE项目于2018年与Innovation Plasturgie Composites、Silvadec、IMT Mines Alès合作启动，并由ADEME资助，专注于生物复合材料地板的回收利用。或者Agrobranche项目，该项目汇集了8个法国合作伙伴，除其他外，重点关注农林业生物基增强材料的研究，”她总结道。这两个项目反映了新兴材料的蓬勃发展以及当前为寻找塑料问题的可持续替代品而开展的研究。

无论是研究生物复合材料等绿色复合材料对环境的影响，还是其应用，都对解决全球环境和资源问题具有非常重要的意义。

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