图源：Pixabay
2024年世界地球日的主题为“全球战塑”。
塑料这种人工合成材料的历史只有100多年。但在生活中，这种材料几乎无处不在。它不仅结实、耐用、不导电、容易塑形，而且非常适合大规模机械化生产。但是塑料的缺点也很明显，难降解、对环境不友好。
塑料是石油和天然气等化石燃料制成的。原油在分馏塔中被加热，蒸汽上升，随着温度的降低，蒸汽会在塔的不同高度冷凝成液体，形成不同的组分，其中就包括我们生活中常见的汽油、煤油、柴油、润滑油等石油产品。
除此之外，对石油进行蒸馏、裂解还能得到多种化工原料，比如乙烯、丙烯和苯等。它们就是生产塑料的原料。
塑料生产的关键步骤是聚合。比如聚丙烯（PP）是由多个丙烯单体通过聚合反应连接而成。聚乙烯（PE）是由多个乙烯单体连接而成。
聚合过程就像是穿糖葫芦，分子单体被一个接一个地串联起来，形成一个个长分子链。这种长分子链之间的化学键极其稳定，结构复杂，很难在自然条件下被分解。
科学家一直在尝试用各种方法来开发可降解的塑料，或者能够代替塑料的新型材料。有科学家想到了改造竹子。
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竹子是一种性能优良的材料。很多看起来像是木制品的家具其实是竹子做的，像是竹制的柜子、桌子。
竹子包括竹笋、竹叶、竹秆。我们常说的竹子，是指竹秆。竹秆细胞壁的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，与树木木质部非常相似。
纤维素也是一种聚合物，也就是多个单糖分子连接而成的糖类聚合物。木质素则是木材的主要成分。这种构造赋予了竹子坚硬、耐久的特性。
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来自我国国家林业和草原局竹子研究开发中心的科学家，对竹秆的细胞壁进行了改造，将竹子变成了一种可降解的热固性塑料。
为了让竹子变得柔软，科学家首先选择性地去除了细胞壁中的部分木质素，但是这还不足以让竹子具有可塑性——竹子中的分子还缺少发生交联反应的能力，这是一种材料能被塑造成新形状的关键。
因此，科学家接下来通过化学试剂，将纤维素中的一些糖单元（葡萄糖）氧化为了含醛基的单元，简单来说，就是将醛基粘接到了纤维素上。
醛基（-CHO）具有高反应性，可以与其他分子形成共价键，这样一来，细胞壁的纤维素在获得醛基之后，就形成了具有高反应活性的结构。
最后，采用热压的工艺，使纤维素、半纤维素之间发生交联反应，就能使竹子形成一种类似于热固性塑料的三维网络结构。
通过这一系列处理，竹材被成功地改造成了具有耐高温、硬度高的热固性塑料。
图源：国家林业和草原局竹子研究开发中心
竹子高大又挺拔，很容易让人误认为是树，竹材也经常被用作木材的替代品。但竹子其实是多年生草本植物。竹子还具有很多木材不具有的优势。
竹子是世界上生长速度最快的植物之一，有些竹子一昼夜甚至可以长高1米，而一棵树要成材需要经过十多年甚至几十年的时间。
竹子的根系具有强大的再生能力，只要根部存活，竹子就能持续生长；但树木一旦被伐倒或遭到严重损伤，通常会死亡，需要重新种植。
作为一种重要的可再生资源和环保材料，竹子的用途极其多样。除了能用来做家具，用来做衣服，通过加工，竹子还能用于制药（比如鲜竹沥液）。
在中国以及全球范围内，竹子都受到了广泛的关注。据统计，我国的竹林面积约占全球竹林面积的1/5。在我国很多盛产竹子的省份，都设有竹子研究所，专门研究竹制品的设计和开发，以及竹产业的建设。