當(dāng)您不再需要它時(shí)，這種新塑料就會(huì)消失

我們對(duì)塑料的依賴已經(jīng)成為一個(gè)巨大的問(wèn)題，這就是為什么研究人員對(duì)一種新型材料感到興奮的原因——一種具有內(nèi)置生物降解能力的材料，因?yàn)樗w內(nèi)有細(xì)菌孢子。

新型自消解塑料結(jié)合熱塑性聚氨酯（TPU） 和枯草芽孢桿菌細(xì)菌，必須經(jīng)過(guò)工程改造才能在塑料生產(chǎn)中涉及的高溫下生存。

通過(guò)反復(fù)將孢子暴露在不斷增加的熱量下，這項(xiàng)新工作背后的研究小組發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌最終可以應(yīng)對(duì)將細(xì)菌孢子和TPU混合在一起所需的135攝氏度（275華氏度）的溫度。

過(guò)去為尋找快速降解塑料的方法所做的努力，通常來(lái)源于細(xì)菌酶和土壤中的真菌和堆肥堆這些微生物自然豐富。但這種新材料只需要其中的細(xì)菌孢子，用一些營(yíng)養(yǎng)和水分重新喚醒，就可以開(kāi)始分解。

“值得注意的是，即使沒(méi)有其他微生物的存在，我們的材料也會(huì)分解，”說(shuō)喬恩·波科爾斯基（Jon Pokorski）是圣地亞哥大學(xué)（UC San Diego）的聚合物科學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)了這個(gè)團(tuán)隊(duì)。

“很有可能，這些塑料中的大多數(shù)可能不會(huì)最終進(jìn)入富含微生物的堆肥設(shè)施。因此，這種在無(wú)微生物環(huán)境中自我降解的能力使我們的技術(shù)更加通用。

該研究涉及幾個(gè)重要階段，從選擇開(kāi)始枯草芽孢桿菌.這是一種具有以前被鏈接到塑料的分解，它可以在沒(méi)有通常的食物和能源供應(yīng)的情況下在休眠狀態(tài)下生存。

另一個(gè)階段是測(cè)試新塑料的分解率：在理想的堆肥條件下，將細(xì)菌從休眠狀態(tài)中喚醒，90%的塑料在五個(gè)月內(nèi)消失了。有積極的跡象表明，在不太理想的條件下也可能發(fā)生一定程度的退化。

如果要進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)，那么在處理此類塑料時(shí)，這可能是關(guān)鍵。研究表明并非所有“可堆肥”塑料都像廣告宣傳的那樣分解。

更重要的是，除了制造塑料可生物降解的，研究人員還發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌孢子使材料強(qiáng)度提高了約30%，并增加了其可拉伸性。

“只需添加孢子，這兩種特性都會(huì)大大改善，”說(shuō)波科爾斯基。“這很好，因?yàn)殒咦拥奶砑邮箼C(jī)械性能超越了已知的限制，以前在拉伸強(qiáng)度和拉伸性之間進(jìn)行了權(quán)衡。

TPU廣泛用于各種產(chǎn)品中，從手機(jī)殼到汽車零件，但目前還沒(méi)有有效的回收方法。如塑料產(chǎn)量增加在快速的速度下，我們迫切需要方法來(lái)限制其中有多少被傾倒在環(huán)境中。

這里有很多未來(lái)研究的空間：從確保分解后留下的細(xì)菌是無(wú)害的，到試驗(yàn)塑料和細(xì)菌的不同組合，以及擴(kuò)大整個(gè)過(guò)程。

與此同時(shí)，其他研究人員也在嘗試制造塑料那不是由化石燃料制成的例如原油或其衍生物。

“有許多不同種類的商業(yè)塑料最終會(huì)進(jìn)入環(huán)境——TPU只是其中之一，”說(shuō)亞當(dāng)·費(fèi)斯特（Adam Feist），加州大學(xué)圣地亞哥分校的生物工程師。

“我們的下一步之一是擴(kuò)大我們可以使用這項(xiàng)技術(shù)制造的可生物降解材料的范圍。

該研究已發(fā)表在自然通訊.

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