伯克利大學研究人員開發出新型可堆肥塑料幾天或幾週內完成降解
人們為回收塑料、玻璃和其他材料付出了很多努力。儘管為回收做出了努力,但目前全美只有不到9%的塑料被回收,大部分最終被填埋或污染環境。研究人員認為,可生物降解的塑料袋和容器可以幫助緩解污染,但如果不正確分類,它們會污染可回收的塑料。
研究人員指出,大多數可生物降解的塑料也需要幾個月的時間來分解,而當它們分解時,就會形成微塑料。微塑料的危害性特別大,因為它們最終會進入海洋,進入動物和人類的體內。美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的研究人員設計了一種酶激活的可堆肥塑料,可以減少微塑料污染,並有望實現塑料的循環利用。
這種新材料可以被分解成其組成部分,也就是被稱為單體的小分子,並被改造成一種新的可堆肥塑料產品。今天使用的典型的可生物降解塑料是由聚乳酸或PLA製成的,它以植物為基礎,與玉米澱粉混合。另一種類型的塑料是PCL,一種用於生物醫學應用的聚酯,包括組織工程。
該實驗室的研究人員採取了一種不同的方法來處理可生物降解的塑料,將納米酶直接融入其中。挑戰是在塑料中開出合適的環境,讓酶在需要之前處於休眠狀態。研究人員在實驗中把微量的商業酶BC-脂肪酶和蛋白酶K嵌入PLA和PCL塑料材料中,然後使用了一種叫做四單體隨機異構體或RHP的酶保護劑,將酶分散在幾納米的地方。
科學家們發現,普通的家用自來水或標準的土壤堆肥可以將嵌入酶的塑料材料轉化為其單體,這意味著短短幾天或幾週內就可以消除微塑料。該團隊表示,工業酶的成本約為每公斤10美元,但由於所需的酶量很低,新方法將使一公斤樹脂的生產成本只增加幾分錢,這種材料的保質期可以長達七個月。