Materfad 科学总监 Robert Thompson

九月20, 2021

Materfad 科学总监 Robert Thompson

“材料知识对于更美好的未来至关重要”

一年来,由 FAD (Foment de les Arts i del Disseny) 创建和推动的巴塞罗那材料中心 Materfad 有了一位新的科学主管,希望在新材料、创意专业人士和公司之间创造协同效应。

为什么需要材料中心?
因为归根结底,所有问题,无论是经济、社会还是地质问题,都与材料有关。 材料是一个机会领域,但它也是一个危险、功能障碍、熵的领域……因此,材料知识必须是一个生产系统的第一列之一,因为基于所用材料的类型可以获得规模经济,不同功能,更可持续的生产方式,创新也可以得到催化。 目前,技术、科学以及文明正在发扬的一切对我们的生存很重要的东西都在朝着产品和服务的方向发展。 材料知识对于获得我们想要的东西以创造更美好的未来至关重要,因此,像 Materfad 这样的材料中心的存在是必不可少的。

作为首席科学官,您的角色和目标是什么?
我在 Materfad 的职责是引领科学方向,即研究材料、研究它们的分类、它们的行为、物质的化学、物理、电、热、磁和结构特性,并了解这些材料如何以及为何做出贡献一种或另一种实现功能或利益的方式。 我的职责还在于确定科学、生产和生态部门在不同材料、不同家族和规模上的趋势。 我的另一个功能是精确地研究不同尺度的材料,即从纳米到微观,到宏观或系统。

最受关注的新包装材料是什么?
今天产生的最有趣的包装材料是完全可回收的、可回收的和生物来源的,例如由细菌生产的纤维素、再生纤维素或处于生命各个阶段的纤维素。 另一个研究领域是如何在包装领域集成智能系统,因此涉及某些用于材料识别和内容识别的纳米或纳米技术处理,尤其是智能物流。

他们带来什么好处?
纤维素的好处有几个。 由细菌发酵产生的纤维素将氧气转化为二氧化碳,但这可以养活藻类,因此它对全球变暖具有相反的影响。 另一种类型的纤维素生产是由植物生产的,非常可持续,因为在植物生产中会产生水果、蔬菜等。 纤维素通常也可以由食物垃圾或农业垃圾制成。
关于纳米技术的好处,它使我们能够携带一个集成的数字物流通信系统,这是我们以前无法获得的,因为没有足够的技术能够提取颗粒、纤维或传感器,或纳米级分子。 目前,我们所看到的纳米技术的好处是,一方面,它为我们提供了生成智能包装的能力,并且这种智能可以相互连接,分组在数字通信和监控系统中。 另一方面,纳米材料可能给了我们另一种智能,例如耐腐蚀、耐水、结构化颜色行为……它使我们能够在纳米尺度上重新设计物质,从而不必使用其他具有统计毒性的材料,例如颜料、塑料添加剂......

您是否考虑过,一旦用于制造包装,它们就可以为循环经济做出贡献?
纤维素成为一种非常受欢迎的材料和许多研究的主题的原因之一是因为它本质上是圆形的,从某种意义上说,它来自土壤中的材料通过树木或植物分解产生材料。使自己的身体。 因此,它是一种生长的生物材料,并且由于它是有机的,因此具有很好的可回收性。 此外,有许多化学体系允许纤维素在任何尺度上降解,从宏观到纳米尺度,以及纤维素的重组,因为纤维素是 100% 可重组的,几乎是无限循环。 因此,根据定义,纤维素可以是圆形的。 而且即使不进行循环处理,也就是说,即使纤维素没有被回收,它也会生物降解,通过生物降解,它是一个天然的生物系统,可以以循环的方式整合到更多的材料中。
纳米技术不是很循环,实际上它是一种相当线性的材料,但它可以集成到循环物流系统中。 如果我们应用它,我们必须有一个识别、分类、分离和回收的结构,因为如果我们不对其进行监控并将其作为线性材料扔掉,它可能是剧毒的。 矛盾的是,在技术上可能存在危险的纳米技术可能会导致我们强加恢复物流系统以对其进行管理。

作为向循环经济过渡的第一步,生态设计是否必不可少?
生态设计本身对于实现循环经济并不是必不可少的。 事实上,我们已经有许多循环经济,而没有关注生态设计或生态学。 循环经济不仅仅是一种意识形态,它是一种规划,也是一种社会文化和经济愿景。 然而,一些材料更适合生态设计,因为它们据说是用现有的绿色工艺制成的。 但即便如此,滥用某种材料,例如大量种植一种树木来制造某种纤维素,可能会非常有害,并且会损害生态系统,而不是帮助它。 这就是所谓的单一栽培,例如在加利西亚以工业生产形式从种子中种植桉树,这不一定是一件好事。
生态设计不是必不可少的,实现向循环经济转型的关键是资源的需求和缺乏,这通常会推动更加循环和可持续的经济。 因为先验的是,经济上受到损害的社会的需求是通过使用当地材料来实现的。 因此,它已经需要以可回收的方式需要材料的特定背景,因为没有资金能够投资于典型的异国材料,即来自国外的材料。
生态设计最重要的方面之一不一定是材料,而是生态设计背后的逻辑。 它可以是一个生态系统,因为它是本地的,因为它不会产生二氧化碳,因为它不会导致高能量消耗,或者它可以是一个生态系统,因为它是从全球生态系统中解体出来的局部生态系统,经济。

寻求更大的可持续性,是否促使对新材料进行更大的研究?
由于需要循环性或可持续经济而寻找新材料的工作一直存在。 最近有些材料比其他材料更受关注,但历史上一直有很多关于材料和替代品的研究,仅仅是因为存在成本问题和知识产权问题。
在过去的 10 年中,生物系统的研究工具得到了极大的改进:它们如何繁殖、如何繁殖、如何分离它们产生的不同元素、如何测量它们等。 需要高度的知识,因为一批和另一批之间不存在平等。 在使用生物材料时,您必须知道如何很好地测量和使用材料的参数。 如今,该领域的知识越来越多,这一事实使我们能够生产具有高质量生物材料的产品。 以前,或多或少是好的材料被制造出来,但现在生物材料被制成与合成材料一样好或更好。

在创新方面,即使对于其他行业,哪些材料脱颖而出? 他们有什么属性?
以其创新或以新颖方式在包装领域中使用的材料是活性炭,即纯碳,它可以通过热解纤维素或一般碳的蒸馏获得,它会产生黑色颜料,它具有许多吸收性能,对环境有益,它是一种填充其他材料并赋予它们强度的添加剂。 它是一种无处不在的材料,它在所有国家都有发现,它在自然界中非常丰富,而且是圆形的。

你还在做哪些其他项目?
我们目前正在葡萄牙扩大 Materfad,我们正在与墨西哥的 Aguascalientes 等国际实体和大学合作,那里还有其他 Materfad 陈列室,我们还与教育部合作。 我们是 Datemats 的一部分,这是一个关于新材料知识转移及其在创意领域应用的欧洲项目,等等。

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