科學家招募細菌製造可無休止循環利用的塑料
塑料是現代世界中最有用的材料之一,但不幸的是,從可持續發展的角度來看,它也是最糟糕的材料之一。現在,伯克利實驗室的科學家們開發出了一種方法,可以讓細菌生產出原材料,這些原材料可以製成完全可回收的塑料。
塑料回收計劃的本意是好的,但令人失望的事實是,絕大多數塑料即便回收後也都是被焚燒或最終被填埋。2019 年,伯克利實驗室推出了一種名為聚二酮烯胺(PDK)的新型塑料,其中分子之間的鍵可以更容易地按需分解,隨時可以製成新的東西,而不會降低質量。
在之前的研究中,科學家們最初使用與普通塑料相同的石化產品來製造PDK,但在新的研究中,他們成功地改用了一種可再生資源。研究小組對大腸桿菌進行了改造,使其能夠將植物中的糖分轉化為一種名為三乙酸內酯(TAL)的分子,然後再與其他化學物質結合生產出PDK。
PDK 塑料在酸浴中很容易分解,從而破壞其分子間的鍵彼得-克里斯滕森/伯克利實驗室
最終得到的塑料材料可以根據手頭的應用,有選擇地調整柔韌性、韌性甚至粘合性。研究小組發現,這種新型PDK 不僅更具可持續性,而且還能承受比早期版本更高的工作溫度,最高可達60 °C(140 °F)。這開闢了更廣泛的潛在應用領域。
目前,PDK 的生物含量約為80%,但研究小組表示,未來的版本將達到100% 的生物含量。其他改進將是更多工作的重點,包括找到讓細菌將更多植物糖和化合物轉化為原料的方法,以及加快轉化速度。
“我們的新成果非常令人鼓舞,”該研究的作者科琳-斯考恩(Corinne Scown)說。”我們發現,只要對生產工藝進行適度改進,我們很快就能製造出生物基PDK 塑料,與使用化石燃料製造的塑料相比,這種塑料不僅成本更低,而且二氧化碳排放量更少。”
這項研究發表在《自然-可持續性》雜誌上。