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塑料:泡兩天澡我就消失了?酶降解塑料居然可以這么快

   2021-05-08 401
導讀

現在,塑料可降解已經不是什么新鮮事了。仰仗可降解塑料,我們才能在“限塑令”下擺脫紙吸管,依舊噸噸噸地喝奶茶。然而可降解并不等于完全降解,許多可降解塑料最終都無法逃離無法逃離土壤填埋的命運,這依舊會給生

現在,塑料可降解已經不是什么新鮮事了。

仰仗可降解塑料,我們才能在“限塑令”下擺脫紙吸管,依舊噸噸噸地喝奶茶。

然而可降解并不等于完全降解,許多可降解塑料最終都無法逃離無法逃離土壤填埋的命運,這依舊會給生態環境帶來壓力;

并且其降解過程中產生的微塑料還會流入生態系統,給海洋生物、人類的健康帶來隱患。

這也是科學家們一直以來關注的問題。

最近,《Nature》發布了一項研究成果,加州大學伯克利分校Ting Xu教授團隊研發出了一種全新的降解技術,它可以讓塑料在短短兩天內被完全降解!

泡一泡就消失

這種降解技術神奇的地方就在于,它僅僅只需要將塑料浸泡在緩沖液中就完成降解。

是如何實現的呢?

玄機就在塑料本身。研究人員在塑料中加入了生物酶,在一定溫度下,酶在適宜的緩沖液中會被激活,然后開始“吞噬”塑料,從而完成降解。

原理聽上去很簡單對不對?

但想在塑料中加入酶可不是一件簡單的事情。

塑料作為一種高分子聚合物,連水都無法滲透;想要讓酶和塑料緊緊地捆綁在一起,研究人員選擇在塑料生產中就直接把酶加入進去

但問題又來了:酶本身又十分脆弱,在細胞之外的環境里非常容易失活

對此,研究人員在酶外部包裹了一層保護劑RHPs(random heteropolymers),這種保護劑是Ting Xu團隊2018年研發出來的,它可以確保酶不聚集在一起、也不失活,讓單獨的酶緊緊抓住塑料分子鏈的末端開始“進食”,切斷每個鏈環,阻止微塑料的形成。

并且,在塑料中嵌入生物酶的方法,也讓降解速度變得更快。酶不再是從表面到深層逐漸“吞噬”塑料,而是內外同時開始開工。

這樣加工出來的塑料還會好用嗎?

的確,在塑料中添加酶通常會讓影響塑料自身的一些特性,不過研究團隊將酶的重量控制在了塑料重量的0.02%,因此加工出來的塑料依舊具有普通塑料袋的柔韌性和堅固性。

那這種技術在實際應用中表現如何呢?

△該酶活性最適溫度為40°C

研究人員將一段加入了生物酶的PCL-BC塑料放在40°C的緩沖液中,短短24小時,塑料就已經面目全非,36小時后,它居然神奇地“消失”了!

同時研究表明,在37°C緩沖液中,80%的PLA塑料可以在一周內被完全降解成乳酸;

在ASTM標準下、工業堆肥設施操作溫度范圍內,50°C下PLA塑料完全降解需要6天,而PCL塑料在40°C下完全降解只需要2天

此外,酶保護劑RHPs在紫外下也可被降解,可謂是徹底的不留痕跡!

One More Thing

最近,康奈爾大學和猶他州立大學在《美國國家科學院院刊》上聯合發表的一項研究表明:在海洋和陸地上,微塑料的存在已經更加廣泛。

微塑料可以通過海洋、公路運輸進行傳播,如果足夠小,微塑料還可以形成氣溶膠,隨著噴射氣流穿越大陸。

而這些已經發現的微塑料,都來自于過去幾十年來人類傾倒在環境中的垃圾。

由于微塑料的體積非常小(直徑在5mm以下),所以很容易被海洋中的浮游生物吃掉,并且會一直存在在動物的胃里,導致它們生病或死亡。

與此同時,作為食物鏈頂端的動物——人類,到富集作用影響,勢必也會在體內積累大量微塑料,

加州大學伯克利分校Ting Xu教授

正如研究者Ting Xu所說,她希望這項研究可以提醒人們重視與生態自然的關系。

保護環境僅依靠先進的科技技術是不夠的,更多還是要依靠我們的自覺和努力。


 
(文/小編)
 
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