生态环境材料在工业设计中的应用外文翻译资料

 2022-11-12 20:11:22

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生态环境材料在工业设计中的应用

张唯美，张秋梅

湖南城市学院商学院，湖南省益阳市，413000

中南林业科技大学，长沙市 410002

(zhweimei 126. com. en， zhqiumei@ 163.com

关键词:生态;环境材料:工业设计

摘要：生态环境材料是人类在积极考志材料对生态环境影响的基础上发展起来的一种材料，是在充分考虑人类相互关系的前提下提出的新概念。，社会和自然。工业设计应更加注重产品的功能和外观要求，选择更合适的材料，设计其结构和图案，并建立其组合手段。目前，对环境材料的研究已渗透到工业设计的所有领域。环境资料在资源和能源的有效利用和环境容量的降低方面具有很大的优势.是实现材料工业可持续发展的重要发展方向。因此，在全球环保潮流的冲击下进行绿色设计已成为没计业发展的必然趋势。

介绍

生态环境材料是日本教授山本良一教授于20世纪90年代初提出的 一个新概念，它是在全球环境问题日益突出，可持续发展的呼声日益高涨的大背景下产生的。21世纪材料科学的新发展方向。生态环境材料是人类在积极考虑材料对生态环境影响的基础上发展起来的一种材料，是在充分考虑人类相互关系的前提下提出的新概念。社会和自然，在确保材料的现有应用性能的同时，环境材料的研究和开发也结合了材料的再生循环和生态环境的协调和共存或自然环境中分解的环境适应因素，从根本上解决了这些问题。资源缺乏和环境污染等。环境材料不仅具有优良的应用性能，而且在材料的制造，应用，甚至放弃再生的整个生命周期中与生态环境办调和共存。传统材料生态环境材料中最明显的差异之一是前者赋予传统结构材料或功能材料优良的环境办调性和清洁和回收功能。

环境材料的分类和几种典型材料

生态环境材料及其产品的研究和开发，在过去几年中，主要集中在清洁环境，防止污染，替代有害物质，减少废物，回收材料和应用其自然能源等方面。在下文中,本文将介绍其中一种分类方法。

生态环境材料

分类

相关产品

纯天然材料

木头 竹子 石头等

仿生材料

人造骨 关节假肢等

生态建筑材料

绿色包装容器 复合材料等

绿色包装材料

无毒装饰材料 无机碳酸盐等

可降解材料

可溶解材料等

可回收使用材料

再生塑料 再生纸 二次金属等

天然材料的开发和应用

木材是世界上数量最多的有机材料，日本有几个大型体育场馆和娱乐设施，几乎都是用木材建造的。从生态学的角度来看，木材加エ的能耗低，生成和回收利用，易于加エ。因此.木材的开发和应用研究受到越来越多的美注。例如，木陶瓷正成为日本的研究热点。树脂浸渍后，木材在高温真空中分解成碳化木纤维和碳化酚醛树脂的嚢状结构。这种陶瓷可用作汽车离合器中的摩擦材料。另外,在树皮被粉碎后,可以与聚酯纤维混合制成垫子，可以用作重油的吸收。早在20世紀80年代， 美国就成功地从稻売中采集了ニ氣化硅.可用作橡胶和塑料制品的添加剤。并己大规模工业化.年产量为180万吨。自20世紀90年代以来, 从食用胡椒中提取血紅素作为食物和化妆品。可更换的人造色材料是欧美最受欢迎的趋势。

仿生材料。具有生物功能和生物活性或与生物体相容的那种入造材料被称为仿生生材料。仿生材料在生物相容性的基础上从制备到材料应用与坏境和人体自然协调.研究开发的仿生材料主要包括生物陶瓷及其复合材料，组织工程材料和仿生智能材料等。组织工程材料和仿生材料，用于替代某些生物的组织器官或恢复，维持和改善其功能。常几的组织工程材料包括组织诱导材料，组织隔离材料，组织引导材料，组织修复材料和组织交替材料等。彷生智能材料是一种可以模拟生命系统的材料，同时具有感知和驾驶的双重功能。 仿生智能材料、刚刚诞生了了大约十年,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.彷生智力材料主要包括高分子明胶材料，智能药物释放材料和仿生膜材料等。

可生物降解的材料。自20世纪70年代以来，白色污染已成为全球环境中的公害之-。普通高分子材料在自然环境中分解速度很慢，大至使用和废弃的高分子塑料长期在环境中积累,这是造成世界污染蔓延的主要原因. .为了减少污染，世界各国在过去几年中投入了大量的入力和物力，探索塑料的回收和再利用技术，研究和制造可以通过性质。可生物降解塑料是指一种高分子材料，可以完全分解成二氧化碳，水和其他低分子化合物，具有微生物在自然界中的作用或光的作用，最终使其成为其中的一种成分。碳循环在世界上。生物降解塑料主要包括三种微生物化合物，化合物和天然物质的应用。英国ICI化学公司在生物降解塑料研究方面具有很高的效率，并为着名的Biopoll销售产品。日本昭和高分子有限公司于1992年率先宣布生物降解脂肪族聚酯，引起了全世界的关注。之后，该公司开发了-种名为Bionol的产品，其综合性能开放进-步改进。如何更好地利用这些可降解聚合物为化学家提出了一个新课题。天然物质应用的可降解塑料主要用天然高分子淀粉，植物纤维，木质素，甲壳素和海藻酸钠等制备。例如，由日本昭和公司开发的改性氨基蛋白热固性塑料和混合物日本研究开发公司开发的几丁质，纤维蛋白和淀粉塑料都是完全可降解的完美材料。在中国，北京理工大学和兰州大学等，使用多元醇(如甘油和乙二醇)作为稀释剂，加入一定量的淀粉，并使用具有各种特性的改性剂和光活化剂。制备可生物降解的塑料。他们获得了完美的结果，大部分废弃的产品可以完全降解为水和二氧化碳。虽然生物降解塑料具有完美的环境协调性，但是这类产品的推广面临着迫切需要解决的高价格和差的机械性能。

环保替代材料。铝合金是-种具有高度的材料

环境容量和开发建筑铝合金替代材料是一项非常重要的任务。目前.市场上有很多用于房屋建筑材料的科技材料，具有保温和装饰效果好的优点。沉阳金属研究所开发出这种天然纤维增强铝基复合材料的竹铝和苎麻铝，以取代传统的铝合金。苎麻铝复合材料的密度仅为商业纯铝的密度的60%，但其延伸强度是商业纯铝的延伸强度的1.2倍。竹铝的密度为商品纯铝的44%，但其伸长强度和弯曲强度分别是商品纯铝的伸长强度和弯曲强度的2.6倍和1.6倍。这两种天然纤维增强铝基复合材料可以代替铝合金并用作一种结构材料。

生态环境材料在工业设计中的应用

近年来，相当多的学者将LCA方法与材料(产品)设计相结合，为材料选择和绿色产品开发提供了科学依据，拓宽了ICA的应用范围。到目前为止，已经有很多关FLCA在材料科学和工程中以及整个生命中应用的报道 L.CA方法评估某种材料产品或其技术过程的过程。Young等 人采用输入和输出方法评估钢，铝和聚乙烯塑料等材料在生产过程中的环境容量。结果表明，铝的生产和加工环境最大钢铁和聚乙烯塑料对环境的影响相同。关于汽车工业材料的加工和使用对环境的影响，Chubbs,Schukert等人采用LCA方法评估汽车材料对环境的负担，并讨论了汽车材料生产和加工过程的影响，汽车的设计和制造技术以及废物在环境中的回收。此外，最近有很多关于LCA方法在包装材料，建筑材料和自行车材料评估等方面的应用的报道。关于整个生命周期的L.CA或材料寿命的某个阶段的研究及其产品以及材料及其产品的生产，使用和放弃是修改甚至消除材料，产品或生产技术的基础工作。有必要研究LCA的方法论和论证，形成物质发展，应用，再生过程和生态环境之间的相互关系以及它们之间相互制约的理论，揭示人类需求活动引发的任何生态环境变化。材料和披露生态环境变化对人类生存所需材料的质量和数量的影响规律。这可以为执行材料的环境评价标准是供基础数据和演示。此外，材料科学从业者还试图研究LCA标准并促进国际环境管理和认证标准化的进展(IS014000)

工业设计应该更加注重产品的功能和要求

他们的外观，选择更合适的材料，设计他们的结构和模式，并建立他们的组合手段。目前，对环境材料的研究已渗透到工业设计的所有领域。环境资料在资源和能源的有效利用和环境容量的降低方面具有很大的优势，是实现材料工业可持续发展的重要发展方向。因此，在全球环保潮流的冲击下进行绿色设计已成为设计业发展的必然趋势。

结论

生态环境材料是-种对环境极为有利的材料，其广泛应用必然有利于提高人类生产生活水平和社会进步。因此,我们应该主动开展环境材料研究,全社会必须对生态环境材料给予足够的重视。

参考

[1]Adisa A zapagic。 高级材料与可持续发展，顾毅译。化学工业出版社(2006年) .第4页。169-185。 (用中文 (表达) .

[2]夏少敏，何玲燕。对我国节能减排法律法规体系的重要借鉴[]。法治研究，2008,(6): 21 (中文)

[3]郑继良，陈卫平，傅红。绿色集成制造系统:概念与结构模型[]。科技管理研究，2008,(10): 34 (中文)

[4]张亮，刘光福，刘志峰。考虑绿色设计的客户驱动材料选择两步法研究[J]。合肥工业大学学报(自然科学版)，2006,29 (2) : 209 (中文)

[5]陈琦欧盟EuP指令与中国绿色制造技术发展趋势[J轻工机械。2007， (2) : 42 (中文)

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