在人類歷史的長(zhǎng)河中，線性經(jīng)濟(jì)模式一直是主流，輸入端是原料的加工、使用，輸出端是產(chǎn)品的最終廢棄。
先前由于資源相對(duì)豐富，廢棄物及碳排放只是偶或會(huì)讓人擔(dān)憂，但并未引起人類的真正重視。如今，盡管大部分資源依然充足，但有些資源卻越來越稀缺。與此同時(shí)，垃圾堆積如山；垃圾處理場(chǎng)所稀缺；溫室效應(yīng)引起的氣候危機(jī)甚至直接危及人類的生存，諸如此類，使得循環(huán)經(jīng)濟(jì)變得如此迫切。
今天讓我們一起盤點(diǎn)一下與循環(huán)經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的功能性材料。
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什么是循環(huán)經(jīng)濟(jì)？
按照《中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》的定義，所謂循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是指在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等過程中進(jìn)行的減量化、再利用、資源化活動(dòng)的總稱。
1) 減量化，是指在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等過程中減少資源消耗和廢物產(chǎn)生。
2) 再利用，是指將廢物直接作為產(chǎn)品或者經(jīng)修復(fù)、翻新、再制造后繼續(xù)作為產(chǎn)品使用，或者將廢物的全部或者部分作為其他產(chǎn)品的部件予以使用。
3) 資源化，是指將廢物直接作為原料進(jìn)行利用或者對(duì)廢物進(jìn)行再生利用。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)的主線是通過產(chǎn)品中的材料的減少和再利用（有時(shí)是回收）來減少浪費(fèi)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，就是通過產(chǎn)品和原材料的反復(fù)循環(huán)，最大程度地減少資源的浪費(fèi)。因?yàn)椋?/span>只要使用新的原材料，就會(huì)產(chǎn)生新的浪費(fèi)。
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循環(huán)經(jīng)濟(jì)為何如此重要？
研究表明，即使只在局部地域?qū)嵤┭h(huán)經(jīng)濟(jì)，也會(huì)在多方面對(duì)地球的未來產(chǎn)生重大改善。隨著人類對(duì)可持續(xù)性的日益重視，對(duì)稀缺資源的依賴將進(jìn)一步減少，最終，更少的廢棄物會(huì)流入海洋。我們還可以通過精簡(jiǎn)生產(chǎn)過程，來降低整個(gè)社會(huì)的碳足跡。
通過實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，我們將達(dá)成以下目標(biāo)：
● 廢棄物管理能力的改善，將減少垃圾填埋場(chǎng)的需求，提升原材料供應(yīng)的安全；
● 創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會(huì)，提高經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；
● 促進(jìn)全方位創(chuàng)新。
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哪種類型的材料最適合循環(huán)經(jīng)濟(jì)？
激活循環(huán)經(jīng)濟(jì)，需要各種各樣的功能材料。
對(duì)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)來說，理想的材料和產(chǎn)品，無需過多再加工，即可再次使用。此外，材料的可回收性及可重復(fù)使用性也同等重要。當(dāng)然，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最高境界，是材料無需處理即可再使用。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)不青睞生物降解材料。只有在不可避免的情況下才被使用，例如一次性使用物品。對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)而言，基礎(chǔ)的功能性材料，對(duì)于減少投入（原材料）和廢棄物至關(guān)重要，這些材料將有助于擴(kuò)展產(chǎn)品“使用和再使用”的空間。
以下是幾種為“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”賦能的關(guān)鍵材料。
過渡族金屬
1）鈦
鈦的強(qiáng)度比鐵高，密度僅為鐵的一半。在20°C時(shí)，鈦的密度為4.54 g /cm3，抗拉強(qiáng)度為434 MPa。這種特性使其成為汽車，航天航空和海洋工業(yè)的最佳結(jié)構(gòu)材料之一，也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一種支柱性材料。
鈦以其高的強(qiáng)度重量比、耐腐蝕和耐熱性而著稱，（熔點(diǎn)為1668℃，比熱容為520 J/（kg·K）， 20℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)為22 W/（m·K））。鈦也可用于炊具、個(gè)人電子產(chǎn)品和家用電器。鈦是一種高度生物相容性的材料，能植入人體，是骨植入材料的首選材料。
2）鐵
毫無疑問，鐵是人類最多使用的金屬，很大程度上是由于豐富的自然資源、低廉的價(jià)格和種類繁多的應(yīng)用。在20°C下，純鐵的一般密度為7.87 g/cm3，抗拉強(qiáng)度為540 MPa，比熱容為449 J/(kg·K)。熔點(diǎn)為1538℃。
但是，鐵與空氣直接接觸時(shí)，很容易生銹，這是個(gè)令人關(guān)注的問題。因?yàn)椋h(huán)經(jīng)濟(jì)要求功能性材料的各方面性能均能在循環(huán)中得以保持。
幸運(yùn)的是，通過與眾多合金元素的結(jié)合，可形成眾多不同等級(jí)的鋼，例如不銹鋼，它們使鐵具有耐腐蝕（以及其它性能，如柔韌性和硬度），使鐵成為世界上最通用的金屬之一，非常適合循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
3）金
金本身具有好的塑性，延展性和導(dǎo)電性。它可以被軋制成金箔，可被塑形或彎曲，金也是優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)電體。金相對(duì)較軟，可通過與銅，銀或其他金屬的合金化來硬化。
在20℃時(shí)，金具有相對(duì)較高的密度，為19.3g / cm 3，熔點(diǎn)為1065℃。一旦在產(chǎn)品中摻入金，它就不會(huì)在產(chǎn)品中消失，這也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中對(duì)材料的期待。
堿性金屬
4）鋰
鋰與我們的日常生活息息相關(guān)，眾所周知的用途是可充電電池。鋰離子電池幾乎為市場(chǎng)上的每一臺(tái)筆記本電腦、手機(jī)和幾乎每一輛電動(dòng)汽車提供電力。鋰是所有固體元素中最輕的，在20℃時(shí)的密度為0.54 g/cm3，布氏硬度為5 [-]。另外，鋰也是所有金屬中最活潑的。
當(dāng)然，鋰的重要性不僅僅在于電池。當(dāng)鋰與某些過渡金屬元素合金化時(shí)，它會(huì)變得更穩(wěn)定，可用在飛機(jī)專用零件，車輛以及潛在的航天器中。
本質(zhì)而言，鋰有助于延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命，這也是循環(huán)經(jīng)濟(jì)所看重的產(chǎn)品特性。
其他金屬
5）鋁
鋁的用途十分廣泛，涉及的領(lǐng)域包括電力、建筑、航空航天、消費(fèi)電子產(chǎn)品、飲料容器等。鋁具有無限的可回收性和可重復(fù)使用性。
純鋁相對(duì)較軟，在20°C下的布氏硬度為245 [-]。鋁被合金化后會(huì)變硬。
鋁具有良好的延展性和韌性，并且是熱和電的良好導(dǎo)體，在20°C下，電阻率為2.6E-8 Ω·m，熱導(dǎo)率為221 W /（m·K）。
鋁是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中最受青睞的材料，因?yàn)樗哂袩o限可重復(fù)使用性和可回收性。鋁是現(xiàn)有對(duì)環(huán)境最友好的金屬之一，因而被視為“綠色金屬”。
非金屬材料
6）PPVC塑料
塑料在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中起著至關(guān)重要的作用。其可重復(fù)利用性（而非生物降解性）是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，因此，任何可長(zhǎng)期使用且不易分解的塑料都是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最愛。
相對(duì)于常規(guī)聚氯乙烯（PVC）材料，增塑聚氯乙烯（PPVC）具有更好的抗拉強(qiáng)度和阻燃性，以及更好的低溫沖擊強(qiáng)度。它的一般密度為1.16 – 1.35 g /cm3，在20°C時(shí)的最大許用應(yīng)力為5 – 28 MPa，這使PPVC成為相對(duì)理想的再使用材料。
另外，PPVC高達(dá)65℃的最高使用溫度和900 - 1800 J/(kg·K)之間的比熱容，使之能夠在較長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命內(nèi)，承受惡劣的工況條件。PPVC已經(jīng)在管道、扶手、電纜和電線護(hù)套、地板覆蓋物等場(chǎng)景得到了廣泛應(yīng)用。
隨著世界逐漸遠(yuǎn)離一次性塑料制品和類似產(chǎn)品，未來我們可能會(huì)看到更多的PPVC。
- 04 -
鑒于循環(huán)經(jīng)濟(jì)所需的諸多關(guān)鍵材料，均已得到廣泛使用和廣泛供應(yīng)，因此，向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的過渡應(yīng)該是可行的。主要的問題還在于消費(fèi)習(xí)慣的轉(zhuǎn)變，也就是說，從習(xí)慣于使用“一次性物品”和“正常報(bào)廢物品”，轉(zhuǎn)向使用“可重復(fù)使用、持久耐用的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品”。
同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授諸大建先生指出，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，要從當(dāng)下末端廢物回收利用，轉(zhuǎn)變?yōu)檎嬲难h(huán)經(jīng)濟(jì)全壽命周期管理。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的是預(yù)防和減少垃圾和廢棄物產(chǎn)生，而不是事后的廢棄物排放后進(jìn)行利用和處理，不能把循環(huán)經(jīng)濟(jì)等同于末端的資源回收利用和垃圾經(jīng)濟(jì)。
我國新一輪的五年發(fā)展規(guī)劃要針對(duì)幾種主要的資源消耗和廢棄物產(chǎn)生運(yùn)用全生命周期管理手段，要覆蓋從資源開采、制造、消費(fèi)、消費(fèi)后處理等環(huán)節(jié)以及這些環(huán)節(jié)間的運(yùn)輸物流等，建立清晰的從物質(zhì)流全過程減少物質(zhì)消耗和廢棄物產(chǎn)生的政策圖像。
政策激勵(lì)要超越當(dāng)下為主的末端廢棄物回收利用，使得循環(huán)經(jīng)濟(jì)向生產(chǎn)和消費(fèi)的上游推進(jìn)，包括再制造延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命周期，發(fā)展產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)和平臺(tái)共享經(jīng)濟(jì)，不賣產(chǎn)品賣服務(wù)，以及在開采端用可再生資源作為原材料。
Be or Not to Be? 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，從某種程度上說，取決于整個(gè)社會(huì)的集體意愿。
http://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/fl/201811/t20181114_673624.shtml
https://matmatch.com/blog/here-is-what-you-should-know-about-key-materials-for-a-circular-economy/
https://mp.weixin.qq.com/s/AIDAHZD5L8CUBb5g-Qt6Hg
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