革命性的可生物降解塑料利用细菌自我消化

  • 发布时间:2024-08-27 10:03:11 来源:
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导读 世界上存在着巨大的塑料问题,但尚未解决。我们正试图减少对塑料的依赖,但这在现代社会似乎是不可能的。尽管塑料对环境有影响,但它对我们...

世界上存在着巨大的塑料问题,但尚未解决。我们正试图减少对塑料的依赖,但这在现代社会似乎是不可能的。尽管塑料对环境有影响,但它对我们的日常生活太重要了。塑料还会直接伤害生物体,因为微塑料经常存在于生物体内。这包括人体,新研究表明,微塑料可能进入各种器官。

减少塑料垃圾对环境影响的方法之一是开发更好的分解方法。中国科学院深圳先进技术研究院的 研究人员提出了一种可生物降解塑料的创意。

科学家们能够制造出一种含有细菌孢子的活塑料。在使用容器时,孢子处于非活动状态。然而,当需要处理材料时,细菌就会被激活,因此它们会醒来并开始消耗塑料。

细菌以孢子形式处于休眠状态,这就是它们能在最恶劣的环境条件下生存的原因。当环境有利时,细菌会再次活跃起来。这是谜题的一部分。细菌孢子可以在制造活塑料的过程中存活下来。另一个问题是选择活跃时喜欢吃塑料的细菌类型。

中国科学院的研究人员创造了一种含有细菌孢子的塑料产品,这些细菌孢子最终会破坏塑料。他们选择了一种枯草芽孢杆菌,这种细菌经过改造后会分泌一种可以分解塑料的酶,即脂肪酶BC。这种酶是从另一种细菌伯克霍尔德菌中提取的。

细菌暴露在重金属离子中后会变成孢子。戴卓君教授的团队将孢子与 PCL(聚己内酯)塑料珠结合在一起。他们将混合物熔化并形成固体塑料碎片。细菌没有受到伤害,塑料的外观和性能与普通塑料一样。只要细菌保持孢子形态,“活塑料”就根本不是活的。

研究人员开发了两种激活微生物的方法。一种方法是将塑料暴露在酶中。这会唤醒细菌,然后细菌会分解塑料。细菌需要 6-7 天才能处理掉一个容器。

另一种选择是将塑料进行合成。销毁容器也会激活细菌。在这种情况下,一旦塑料被埋入土壤中,细菌需要 25 到 30 天才能降解塑料。普通 PCL 需要 55 天才能降解到人眼无法看到的程度。

至于载有细菌的塑料的活力,研究小组将活体塑料浸泡在 Sprit 中两个月。PCL 容器保持稳定的形状,证明它在暴露于激活细菌的适当条件之前,就像普通塑料容器一样工作。

研究人员还研究了将食用塑料的孢子与其他塑料混合。他们能够将携带绿色荧光质粒的细菌孢子与各种塑料混合:PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯)、PLA(聚乳酸)、PHA(聚羟基脂肪酸酯),甚至 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

他们通过物理研磨释放孢子,发现细菌被激活,释放出荧光蛋白。这项实验表明,未来可以使用类似技术尝试制造其他类型的可生物降解塑料。细菌可以在高达 300C (572F) 的温度下存活下来。

这并不是唯一一项关于此事的研究。New Atlas指出,加州大学圣地亚哥分校的一个团队已经制造出含有孢子的 TPU(热塑性聚氨酯)。这种塑料在被倾倒到垃圾填埋场时会开始降解。

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