樁樁件件
人類負有責任
澳洲山火肆虐，非洲蝗災蔓延，世界病毒橫行，現在洪水又如猛獸一般在亞太泛濫......2020年發生的這樁樁件件，已經說不清到底是天災還是人禍！
人們的注意力被這些來勢洶洶的大災大難吸引，自顧不暇，甚至開始有人宣揚“大自然在清算人類”。自然是否在清算尚未可知，但是一場對人類的反噬卻在真實發生。
北極下起了塑料雪，污染濃度達到每升約14000個微塑料顆粒。
南極的土壤不再干凈，這個最偏遠的陸地上的昆蟲身體中竟然發現了塑料。
紅色光譜區域即為在南極彈尾蟲體內發現的微塑料碎片
青藏高原的湖冰多了雜質，大量冰川中沉淀著無數看不見的微塑料顆粒。
青藏高原北部老虎溝12號冰川雪樣中發現的微塑料（PC）
馬里亞納海溝中發現了塑料袋，地球上最深的海溝成了人類最深的垃圾場！
圖片拍攝于1998年5月20日，距離海面為10898米，相當于33座埃菲爾鐵塔疊加起來的高度
就在前不久，《Science》上刊登一篇文章——《Plastic rain in protected areas of the United States》（美國保護區的塑料雨）。
塑料雨的主要成分是微塑料。2004年，發表于《科學》雜志關于海洋水體與沉積物中塑料碎片的論文首次提出了微塑料的概念。目前，科學界對微塑料的定義通常是指直徑小于5mm的塑料碎片和顆粒，被稱為“海中的PM2.5.”。
在這篇文章中，研究人員估計每年有超過1000噸的“微塑料”落入美國南部和中西部的保護區。由于塑料不易降解，到2025年，全球環境中的塑料預計累計110億噸。
屏幕圖為美國保護區下的“塑料雨”拍攝圖
山火、洪水、蝗災、病毒，它們的出現或許還可能與人類無關，而塑料，它是由人類一手制造出來。
因為塑料袋快要窒息的海鳥
把塑料當食物喂的鳥媽媽
被尼龍繩活活勒死的海豹
現在，把塑料掩埋在地下會降低土壤的蓄水能力，焚燒之后又會產生迄今為止毒性最大的一類物質二惡英。塑料丟在海洋里會嚴重危害海洋生物的健康，即使塑料變得“看不見了”，它也會藏在水里，滲入土壤，被動植物吸收之后，進入人類的身體。
可人類的身體也無法分解塑料，被排出人體的塑料又會再次進入生物鏈、食物鏈.......周而復始。
我們不會知道，此刻進入我們身體的微塑料曾去過哪些地方，又奪去了多少生命。
如果塑料一直這樣不易降解，那么總有一天，它們會像石頭，甚至超過石頭，占領大地，堆出高峰，遮云蔽日。
鳥可以棲息在石頭上，也可以站在垃圾上，人能嗎？
可石頭能用來蓋房子，塑料垃圾能嗎？即使能，又有多少人愿意住呢？
研究出可以替代塑料的材料，絕不是僅僅為了所謂的“經濟”，更是為了我們人類自己，為了子孫后代，必須快一點，再快一點！
其實，科學家們早就為此做了很多努力。
2014年，倫敦工業設計的學生研究出可食用“水球”，用以替代塑料瓶。
2015年，北京航空航天大學楊軍教授等人發現黃粉蟲的幼蟲可以降解塑料。
2016年，印度的一名24歲的小伙發明了可食用“塑料袋”。
2016年，日本科學家證明利用細菌可以分解塑料。
2017年，西班牙一位生物學家發現蠟蟲的幼蟲身體中含有可以分解塑料的“酶”。
2018年，智利科學家發明了一款可以喝的“塑料袋”。
然而，幾年過去了，“可食用”掀起的浪花已經一點點歸于平靜，生物分解帶來的驚喜也再沒有后續。
幾天前，中國科學技術大學俞書宏院士團隊宣布研制出了一種“可降解仿生透明薄膜”，這個消息一出來，又讓人看到了塑料可以被替代的希望。
塑料，作為一類“物美價廉”材料，除了不易降解造成環境污染外，它幾乎無可挑剔。這也是這么多年來，它被罵的如此慘，卻仍舊遍布我們生活的原因。
因此，想要替代塑料，新材料除了易降解外，還要具備實用性和大規模生產的可能。
根據俞書宏院士團隊發表在《Cell》上的論文《Ultra-Strong, Ultra-Tough, Transparent, and Sustainable Nanocomposite Films for Plastic Substitute》（《用于塑料替代品的超強、超韌、透明和可持續的納米復合膜》可知，這個新材料是基于微生物發酵過程研制而成。
通俗易懂的說法就是：
在A容器內養一種能產生大量纖維素的細菌，讓它生長一段時間后，再把納米粘土和營養液混合，通過氣溶膠噴灑在細菌表面。再讓它生長一段時間，把上面那層“噴灑物”揭下來，清洗過后，熱壓成型，得到D圖類似珍珠母的“磚塊纖維結構”。
氣溶膠：由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系。液體氣溶膠通常為霧，固體氣溶膠通常稱為“霧煙”。氣溶膠的消除：主要靠大氣的降水、小粒子間的碰并、凝聚、聚合和沉降過程。
壓制類似于這樣
復合材料外觀及水凝膠和成型后的微納構
相較于傳統的塑料薄膜能夠使光線輕松透過，散射卻很困難。這款新薄膜具有非常好的光管理特性，它不僅高透明，而且能高效的散射透過的光線，進而實現理想的勻光效果。
這種高透明高霧度薄膜得益于致密的仿貝殼“磚-纖維”結構，通過薄膜內部孔隙的填充保證透光效果，通過納米片-纖維素的界面散射保證光學霧度，從而可以在370-780 nm的可見光譜波長范圍內同時實現超過73％的高透明度和超過80％的高光學霧度。
對于光電器件來說，這種結合了高透明度和高光學霧度的光學特性可以有效提高透過光的比例，延長光的傳輸路徑，從而顯著提升光捕獲效率。
該薄膜與多種傳統塑料強度、模量、最高服役溫度和熱膨脹系數的Ashby圖。
該仿生薄膜還具有優異的熱穩定性，熱膨脹系數低至 3 ppm K-1，即溫度每改變100°C，尺寸變化僅為萬分之三，是商用塑料薄膜的幾十分之一。
相對于在高溫下極易軟化變形的塑料薄膜，該薄膜在250℃下仍能保持結構和性能穩定，因此在極端環境下具備比塑料薄膜更為優異的服役性能。
在展開和彎折的情況下,沒有明顯損傷，該薄膜上的電路都可以保持暢通，使LED燈亮。
把這種“薄膜”放在土壤里和PET材料做降解實驗對比。
常見的PET塑料瓶
兩個月后，俞書宏院士團隊研制出來的“薄膜”的力學性能、使用溫度、熱膨脹系數都有較大優勢，而且明顯具有良好的可降解性。
換句話說，“薄膜”比塑料材料性能更好，而且能夠降解！
更重要的是，氣溶膠輔助的制備工藝已經被證明具有大規模化生產的潛力。
從目前的試驗結果來看，這個新材料有非常大的希望可以替代塑料！
倘若塑料真的能被替代，而且替代它的材料容易分解，“白色污染”、“微塑料”不再加劇。假以時日，人類一定能夠把地球上現有的塑料垃圾給徹底處理掉。
但愿到時，風暴過后，海灘再也不會出現密密麻麻的塑料垃圾。
風暴后的“美麗”巴厘島
海洋生物不再把塑料當食物，我們再也不用去想象它們如何呼吸、消化，不用去想它們遭受了多大的痛苦。
一頭擱淺在泰國海灘的鯨魚體內有80多個塑料袋，重達8公斤！
人類的雙手在為了口腹之欲外，也能夠少沾一點罪惡。
作者簡介：超模君，數學教育與生活自媒體博主，新晉理工科奶爸。出版過《芥子須彌 · 大科學家的小故事》；《數學之旅·閃耀人類的54個數學家》。后續數學文化創意多多，歡迎關注認識！
