仿生学降解餐盘纸

　　我家在惠来县的澳角村，村里人每年都要出海捕鱼、捕虾，因此每年村里的晒场上都会堆积大量的虾壳，不但气味难闻，还污染环境，所以我一直在思考，能否将这些虾壳变废为宝呢？

　　有一次，我看到了一则洗洁精的广告，片中女主角将洗洁精滴入一个满是油污的餐盘后，直接将油污像揭纸那样揭开。这个场景给了我灵感：能不能将虾壳加工成餐盘纸呢？在指导老师的鼓励下，我开始进行研制。

　　首先我将虾壳晾干后压制成型，但得到的成品很不理想。接着，我又开始新的尝试，将虾壳清洗干净并晾干，然后压碎成粉末，再将它与水解后的淀粉均匀混合，反复涂抹在玻璃片上，让它干燥成型，但结果仍不理想。

　　这是为什么？在查阅资料和请教老师之后，我又开始了第三次尝试。

　　一、制备壳聚糖

　　将虾壳、蟹壳清洗干净后粉碎，加酸浸泡一段时间后清洗，然后加碱浸泡后过滤洗净，待其干燥备用。

　　二、制备石灰乳悬浊液

　　这一步骤我有两个设想：一是直接利用老师购买来的食品级氢氧化钙配制；二是利用极稀的碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应，制备碳酸钙沉淀，再将沉淀进行煅烧分解，这样可以得到颗粒极小的氧化钙颗粒（接近纳米级），再将纳米级的氧化钙溶于水得到悬浊液。

　　三、制备壳聚糖与石灰乳悬浊液

　　这一步骤中我尝试了三个方案：

　　方案一：将步骤一处理后的壳聚糖粉末分散到热石灰乳悬浊液中，搅拌均匀，倾倒至抽滤装置中形成约1mm的薄层，再向薄层上均匀喷吹CO2气体约20分钟，抽滤。

　　方案二：将步骤一处理后的壳聚糖粉末分散到50℃的蒸馏水中，形成悬浊液，将它倾倒在抽滤装置中形成约0.8mm的薄层，等水分沥干后，将新制得的热的石灰乳悬浊液倾倒在甲壳素薄层上至约0.2mm，再向薄层上均匀喷吹CO2气体，约20分钟后抽滤。

　　方案三：将步骤一处理后的壳聚糖粉末分散到50℃的饱和氢氧化钙溶液中，形成悬浊液，然后将它倾倒在抽滤装置中，形成约0.8mm的薄层，等水分沥干后，将新制得的热的石灰乳悬浊液倾倒在甲壳素薄层上至约0.1mm，向薄层上均匀喷吹CO2气体，约20分钟后抽滤。

　　方案一制得的是白色膜状结构，总体类似于碳酸钙形成的块状物，没有韧性，不抗拉，易碎。

　　方案二制得的膜状结构两面性能完全不同，甲壳素一面是半透明的无色结构，碳酸钙一面是白色层状结构，有一定的抗拉性能，韧性较好，不易碎；膜的两面是完全分开的。

　　方案三制得的膜状结构效果最好，原料融合较好又牢固，抗拉、抗摔性能好，不易碎。我们将制得的餐盘纸置于餐具上，碳酸钙层朝下，甲壳素层朝上，装上菜肴，淋上汤水，静置60分钟后取出菜肴，可以完整取下整张餐盘纸，餐盘洁净如新，说明餐盘纸隔绝效果非常好。再将餐盘放到清水中抹洗，未发现汤水渗透痕迹；观察清水表面，也不见有油污，整个洗涤过程中，不需要洗洁精就将餐盘洗得干干净净了。所以，我们制得的膜状结构符合餐盘纸的要求。

　　四、结论

　　目前，国内外餐盘纸的应用正处于起步阶段，主要集中在纤维纸，而纤维纸的特性限制了餐盘纸的大规模应用，网上也未见同类产品的报道。

　　本项目介绍了一种以虾壳、蟹壳等为原料制备仿虾壳餐盘纸的方法。目前食品级甲壳素的价格约为1吨6万元左右，食品级碳酸钙价格约为1吨2000元左右。1吨甲壳素折算10%的损耗率可以制得500000张餐盘纸，折合每张成本0.13元。

　　如果考虑利用海边渔民捕鱼过程中产生的大量废弃的虾壳、蟹壳自行制备甲壳素，则每张餐盘纸成本估计不超过0.03元！而目前市面上普通的餐盘纸1000箱以上的批发价为每张0.10元，从中可以看出利润究竟有多大。

　　如果大规模推广这种餐盘纸，还可以减少洗洁精的使用，改善生活污水排放中洗涤剂的含量，缓解环境污染。

　　（指导老师：谢伟斌）

　　文 广东省揭阳华侨高级中学高二 黄熙伟

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