塑料:泡两天澡我就消失了?酶降解塑料居然可以这么快 | Nature

来源:量子位

现在,塑料可降解已经不是什么新鲜事了。

仰仗可降解塑料,我们才能在“限塑令”下摆脱纸吸管,依旧吨吨吨地喝奶茶。

然而可降解并不等于完全降解,许多可降解塑料最终都无法逃离无法逃离土壤填埋的命运,这依旧会给生态环境带来压力;

并且其降解过程中产生的微塑料还会流入生态系统,给海洋生物、人类的健康带来隐患。

这也是科学家们一直以来关注的问题。

最近,《Nature》发布了一项研究成果,加州大学伯克利分校Ting Xu教授团队研发出了一种全新的降解技术,它可以让塑料在短短两天内被完全降解!

泡一泡就消失

这种降解技术神奇的地方就在于,它仅仅只需要将塑料浸泡在缓冲液中就完成降解。

是如何实现的呢?

玄机就在塑料本身。研究人员在塑料中加入了生物酶,在一定温度下,酶在适宜的缓冲液中会被激活,然后开始“吞噬”塑料,从而完成降解。

原理听上去很简单对不对?

但想在塑料中加入酶可不是一件简单的事情。

塑料作为一种高分子聚合物,连水都无法渗透;想要让酶和塑料紧紧地捆绑在一起,研究人员选择在塑料生产中就直接把酶加入进去

但问题又来了:酶本身又十分脆弱,在细胞之外的环境里非常容易失活

对此,研究人员在酶外部包裹了一层保护剂RHPs(random heteropolymers),这种保护剂是Ting Xu团队2018年研发出来的,它可以确保酶不聚集在一起、也不失活,让单独的酶紧紧抓住塑料分子链的末端开始“进食”,切断每个链环,阻止微塑料的形成。

并且,在塑料中嵌入生物酶的方法,也让降解速度变得更快。酶不再是从表面到深层逐渐“吞噬”塑料,而是内外同时开始开工。

这样加工出来的塑料还会好用吗?

的确,在塑料中添加酶通常会让影响塑料自身的一些特性,不过研究团队将酶的重量控制在了塑料重量的0.02%,因此加工出来的塑料依旧具有普通塑料袋的柔韧性和坚固性。

那这种技术在实际应用中表现如何呢?

研究人员将一段加入了生物酶的PCL-BC塑料放在40°C的缓冲液中,短短24小时,塑料就已经面目全非,36小时后,它居然神奇地“消失”了!

同时研究表明,在37°C缓冲液中,80%的PLA塑料可以在一周内被完全降解成乳酸;

在ASTM标准下、工业堆肥设施操作温度范围内,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,酶保护剂RHPs在紫外下也可被降解,可谓是彻底的不留痕迹!

One More Thing

最近,康奈尔大学和犹他州立大学在《美国国家科学院院刊》上联合发表的一项研究表明:在海洋和陆地上,微塑料的存在已经更加广泛。

微塑料可以通过海洋、公路运输进行传播,如果足够小,微塑料还可以形成气溶胶,随着喷射气流穿越大陆。

而这些已经发现的微塑料,都来自于过去几十年来人类倾倒在环境中国的垃圾。

由于微塑料的体积非常小(直径在5mm以下),所以很容易被海洋中的浮游生物吃掉,并且会一直存在在动物的胃里,导致它们生病或死亡。

与此同时,作为食物链顶端的动物——人类,到富集作用影响,势必也会在体内积累大量微塑料,

正如研究者Ting Xu所说,她希望这项研究可以提醒人们重视与生态自然的关系。

保护环境仅依靠先进的科技技术是不够的,更多还是要依靠我们的自觉和努力。

参考链接:

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-021-03408-3

[2]https://www.sciencenews.org/article/plastic-compost-new-enzyme-technique-biodegradable

[3]https://xugroup.berkeley.edu/members.html

[4]https://news.cornell.edu/stories/2021/04/atmospheric-travel-scientists-find-microplastic-everywhere

原创文章,作者:PC4f5X,如若转载,请注明出处:http://www.ys1h.com/91.html

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注