每年的4月22日是“世界地球日”。在這個呼籲保護環境的特殊日子裡，《自然》雜誌在線發表一篇應景的重磅文章。由加州大學伯克利分校Ting Xu教授領銜的一支科研團隊開發出了一種全新的可降解塑料，不用特殊條件，就能在幾天內完全降解。

一類新型塑料可在40攝氏度的環境下，於36小時後降解為小分子（圖片來源：參考資料[2]；Photos by Christopher DelRe；Courtesy University of California， Berkeley）

塑料製品以耐用著稱，而這也為環保帶來了挑戰——在丟棄之後，塑料往往不會被降解，只能被填埋。雖然有一些塑料號稱可被“生物降解”，但它們的降解過程並不徹底，最終難逃和普通塑料一樣的填埋命運。更糟糕的是，不徹底降解所產生的塑料微顆粒，不僅會威脅到海洋生物的生存，更會通過食物鏈，慢慢出現在人體之中，給健康帶來隱患。

為了製造出真正可降解，不留隱患的塑料，研究團隊決定使用能降解塑料的酶。“在野外，大自然會使用酶來降解事物。就算我們死亡後，體內的酶也會自然地降解我們的身體。在這項研究中，我們問自己，酶能不能降解塑料，讓它成為自然的一部分？ ”Ting Xu教授說道。

本研究的通訊作者Ting Xu教授（圖片來源：Ting Xu教授實驗室官方網站）

而為了能夠快速降解塑料，研究人員們還有著一個大膽的設想——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“無處不在”。只要每個酶能降解周圍一小部分的塑料，充斥於塑料各處的酶，就能很快將整塊材料降解殆盡。

想起來容易做起來難。最耐久的塑料，有著近乎晶體般的分子結構，連水分子都無法滲透，何況是酶呢？為了解決這個問題，研究人員們決定直接將能降解塑料的酶作為原料，添加到塑料生產的過程中。這也是Ting Xu教授的課題組多年來一直致力的研究方向。

本研究的設計思路（Graphic by Christopher DelRe；Courtesy University of California， Berkeley）

可是酶並不是非常穩定的分子。在細胞之外，酶很容易降解或失去功能。研究人員們開發了一種叫做隨機雜聚物（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，本研究中，科學家們將數十億個被包裹起來的酶，與塑料樹脂珠進行混合，用於後續的塑料生產。從過程上看，這有點像在塑料生產過程中加入色素，並不改變塑料本身的特性。

但在混入了這些能降解塑料的酶，並確保它們具有功能性之後，奇蹟就發生了。只要加上水和熱量，這些酶就會發揮功效，降解塑料。研究指出，在室溫環境下，只要約一周的時間，80%的聚乳酸塑料可以被完全降解，變成乳酸。而後者可以直接被土壤中的微生物所攝取。在工業處理的環境下，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間內就能被降解（UC Berkeley photo by Ting Xu；Courtesy University of California， Berkeley）

研究人員們指出，利用這一技術所生產出的新型塑料，98%可降解成小分子，且不會產生微塑料等對環境有害的物質。

在土壤中，這類塑料能降解成小分子，為環境所吸收（UC Berkeley photo by Adam Lau/Berkeley Engineering；Courtesy University of California， Berkeley）

Ting Xu教授說，其團隊開發的技術有望讓我們重新思考人與地球的關係。現在，我們向地球索取資源的速度，遠遠超過將資源返回給地球的速度，這樣的發展勢必是不可持續的。保護這顆蔚藍的星球，就是保護我們人類唯一的家園。