我們每年使用五萬億個塑料袋，在自然環境中發現的所有塑料產品中，塑料袋位居前五位。然而，即便是使用紙袋，對環境影響的情況也並沒有好轉，許多研究，包括2020年聯合國環境規劃署的報告，都提到了生產不太耐用的塑料替代品所需的能源和資源密集型工藝的環境成本。

紙袋的部分問題是其相對較短的生命週期，它們與濕氣不相容，而且在作為脆弱的容器短暫使用後缺乏實際用途。

賓夕法尼亞州立大學的研究人員決定應對這些挑戰，並已創造出一種有可能使消費者和環境受益的產品。通過一些廉價的加熱和化學操作，科學家們創造了一種紙質產品，其強度足以多次重複使用，耐水暴露，並最終可以在最後作為生物燃料的良好來源使用。

首席研究員Jaya Tripathi說：”重複使用主要受制於袋子的強度，而典型的紙袋不太可能被重複使用所需的次數，因為它在濕潤後的耐用性很低，”他以前在賓夕法尼亞州立大學，現在在加州聯合生物能源研究所任職。”使用昂貴的化學工藝來提高濕強度，削弱了紙在商業應用中的生態友好和成本效益的特點，因此有必要探索非化學技術來提高紙袋的濕強度。

Tripathi所倡導的技術是熱處理，即在缺氧的空間中緩慢加熱紙張的纖維素，以增加其濕時的抗拉強度。經過40分鐘的高溫分解，紙張的濕抗拉強度在392°F（200°C）時達到了1,533%的峰值，並隨著溫度的升高而穩步下降。

她說：”我正在研究其他的東西，即研究高溫分解如何影響纖維素作為生物燃料基質的葡萄糖產量。但我注意到，隨著我們對纖維素進行蒸煮，紙張的強度也在增加。這讓我覺得它可能適合於包裝，這是一個完全不同的應用。”

這種更強的產品可以看到一個紙袋在使用後忍受著濕的和乾的，然而，扭結降低了它作為生物燃料產品的效用，大大降低了產品的葡萄糖產量。為了解決這個問題，研究人員用鹼性的氫氧化鈉溶液處理紙張。紙張從690mg/g的生物質基質（在392°F的火化溫度下）變成了933mg/g的10%鹼性處理。

Tripathi說：”通過改用更結實、可重複使用的紙質購物袋，我們可以消除大部分的廢物。像我們在這項研究中展示的技術–如果它能夠得到完善–包括將破舊的袋子作為生物燃料生產的基質，其影響將是巨大的。”

雖然這項實驗室研究顯示了這種耐用紙模型的前景，但它顯然離實際應用還有一段距離。然而，延長紙的生命週期，使其更加耐用，並在廢棄後為其找到用途，可以在很大程度上抵消其生產的環境成本，使其成為塑料的可行替代品。

“當這些紙製品的主要用途結束時，將其用於次要用途使其更具有可持續性，”研究人員、賓夕法尼亞州立大學農業和生物工程副研究教授Daniel Ciolkosz說。”這是我們認為社會應該考慮的一個概念”。

這項研究發表在《資源、保護和回收》雜誌上。