高性能结构材料

目前，全球塑料产量已超过3.68亿吨，其中一次性使用的塑料制品约占40%。这些塑料制品，尤其是一次性包装和一次性餐具等材料，面临着总消耗量大、浪费严重及回收困难等问题。同时，广泛使用的一次性塑料餐具在使用后通常被埋入或直接丢弃到自然环境中，大量的研究表明塑料在日常使用和降解过程中都会释放出微塑料，这将进一步对环境和人体健康构成潜在威胁。因此，开发具有优异的力学强度和耐热性能且不释放微塑料的高性能结构材料势在必行。

塑料制品给现代生活带来极大便利的同时，也正造成严重的环境问题。大多数塑料来自于石油产品，由于其极端的稳定性，废弃后在环境中长时间也难以降解，最终造成持续性的环境污染问题。研发一系列可持续的高性能结构材料，以部分替代石油基塑料，是该问题最有希望的解决方案之一。现有的生物基可持续结构材料都受到机械性能较差或制造过程的过于繁琐的限制，这些因素从成本和生产规模上制约了这类材料的应用。因此，引入先进的仿生结构设计来制造新型的可持续高性能结构材料将可以极大地提高这类材料的性能，拓宽其应用范围，加速可持续材料替代不可降解塑料的进程。