塑料制品以耐用著稱，而這也為環(huán)保帶來(lái)了挑戰(zhàn)——在丟棄之后，塑料往往不會(huì)被降解，只能被填埋。雖然有一些塑料號(hào)稱可被“生物降解”，但它們的降解過(guò)程并不徹底，最終難逃和普通塑料一樣的填埋命運(yùn)。更糟糕的是，不徹底降解所產(chǎn)生的塑料微顆粒，不僅會(huì)威脅到海洋生物的生存，更會(huì)通過(guò)食物鏈，慢慢出現(xiàn)在人體之中，給健康帶來(lái)隱患。
為了制造出真正可降解，不留隱患的塑料，研究團(tuán)隊(duì)決定使用能降解塑料的酶。而為了能夠快速降解塑料，研究人員們還有著一個(gè)大膽的設(shè)想——如果酶只能接觸到塑料的表面，那就只能一層一層降解塑料，速度非常慢。他們想要做的，是讓酶在塑料中“無(wú)處不在”。只要每個(gè)酶能降解周圍一小部分的塑料，充斥于塑料各處的酶，就能很快將整塊材料降解殆盡。
本研究的設(shè)計(jì)思路（Graphic by Christopher DelRe；Courtesy University of California， Berkeley）
可是酶并不是非常穩(wěn)定的分子。在細(xì)胞之外，酶很容易降解或失去功能。研究人員們開(kāi)發(fā)了一種叫做隨機(jī)雜聚物（random heteropolymers）的分子，能像包裝紙一樣，輕柔地將酶包裹在其中。利用類似的技術(shù)，本研究中，科學(xué)家們將數(shù)十億個(gè)被包裹起來(lái)的酶，與塑料樹(shù)脂珠進(jìn)行混合，用于后續(xù)的塑料生產(chǎn)。從過(guò)程上看，這有點(diǎn)像在塑料生產(chǎn)過(guò)程中加入色素，并不改變塑料本身的特性。
但在混入了這些能降解塑料的酶，并確保它們具有功能性之后，奇跡就發(fā)生了。只要加上水和熱量，這些酶就會(huì)發(fā)揮功效，降解塑料。研究指出，在室溫環(huán)境下，只要約一周的時(shí)間，80%的聚乳酸塑料可以被完全降解，變成乳酸。而后者可以直接被土壤中的微生物所攝取。在工業(yè)處理的環(huán)境下，聚乳酸塑料的降解速度約為6天（50攝氏度），另一種聚己內(nèi)酯塑料則只需要2天（40攝氏度）。值得一提的是，包裹這些酶的隨機(jī)雜聚物，也能在紫外線下被降解，不留下污染。
此類塑料在很短的時(shí)間內(nèi)就能被降解（UC Berkeley photo by Ting Xu；Courtesy University of California， Berkeley）
研究人員們指出，利用這一技術(shù)所生產(chǎn)出的新型塑料，98%可降解成小分子，且不會(huì)產(chǎn)生微塑料等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。
在土壤中，這類塑料能降解成小分子，為環(huán)境所吸收（UC Berkeley photo by Adam Lau/Berkeley Engineering；Courtesy University of California， Berkeley）
希望技術(shù)早日能夠普及，造福環(huán)境。實(shí)驗(yàn)證明，康高特硬脂酸錳有利于大規(guī)模應(yīng)用于分解領(lǐng)域，硬脂酸錳能提高LDPE材料的熱氧降解性和光降解性，且其最佳用量為0.4%。隨著LDPE降解材料熱氧和紫外老化時(shí)間的增加，含硬脂酸錳的LDPE薄膜的羰基紅外吸收峰強(qiáng)度不斷提高，羧基紅外吸收峰強(qiáng)度也有所提高，力學(xué)性能下降，質(zhì)量減少，微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂口，說(shuō)明材料完全降解效果良好。
現(xiàn)在，我們向地球索取資源的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)將資源返回給地球的速度，這樣的發(fā)展勢(shì)必是不可持續(xù)的。保護(hù)這顆蔚藍(lán)的星球，就是保護(hù)我們?nèi)祟愇ㄒ坏募覉@。
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