從海洋到人體，到處都有微塑膠的蹤跡。微塑膠是塑膠製品的微小碎片，它們幾乎不可破壞又難以降解，對環境和健康構成嚴重威脅。加州大學聖迭戈分校和Algenesis 公司的突破性研究發現，基於藻類的聚合物可在七個月內在微塑膠層級進行生物降解，並有望成為石油基塑膠的替代品。

微塑膠是從日常塑膠製品中脫落的微小、幾乎不可破壞的碎片。隨著我們對微塑膠的了解越來越多，情況也越來越糟。我們已經在海洋和土壤中發現了大量的微塑料，現在我們又在最不可能的地方發現了它們：我們的動脈、肺部甚至胎盤。微塑膠需要100 到1000 年的時間才能分解，同時，我們的地球和身體每天都在受到這些材料的污染。

尋找傳統石油基塑膠和微塑膠的可行替代品從未像現在這樣重要。加州大學聖迭戈分校的科學家和材料科學公司Algenesis 的最新研究表明，他們開發的植物性聚合物能在七個月內完成生物降解，即使是微塑膠等級的生物降解。這篇論文發表在《科學報告》雜誌上，作者都是加州大學聖地牙哥分校的教授、校友或前研究科學家。

“我們剛開始了解微塑膠的影響。我們對環境和健康影響的了解還只是皮毛，”論文作者之一、Algenesis 公司聯合創始人、化學與生物化學教授Michael Burkart 說。 “我們正試圖為已經存在的材料尋找替代品，並確保這些替代品在使用壽命結束後能夠生物降解，而不是在環境中聚集，這並不容易。”

論文的另一位作者羅伯特-波默羅伊（Robert Pomeroy）說：”大約六年前，當我們首次創造出這種藻基聚合物時，我們的初衷一直是希望它能夠完全生物降解，我們有大量數據表明，我們的材料正在堆肥中消失，但這是我們第一次在微粒層面上對其進行測量。他同時也是化學與生物化學教授和Algenesis 公司的共同創始人。

為了測試其生物降解性，研究小組將其產品研磨成細微顆粒，並使用三種不同的測量工具來確認，當放入堆肥中時，這種材料正在被微生物消化。

第一個工具是呼吸計。當微生物分解堆肥材料時，它們會釋放二氧化碳（CO2），呼吸計會對其進行測量。這些結果與纖維素的分解進行了比較，纖維素被認為是100% 生物降解性的行業標準。植物基聚合物的生物降解率幾乎達到了纖維素的100%。

石油基（EVA）和植物基（TPU-FC1）微塑膠的顆粒計數顯示，隨著時間的推移，EVA 幾乎沒有生物降解，而TPU 在第200 天時已基本消失。資料來源：Algenesis 公司

接下來，研究小組使用了水漂浮法。由於塑膠不溶於水且會漂浮，因此很容易從水面上舀起。每隔90 天和200 天，幾乎100%的石油基微塑膠都被回收，這意味著它們都沒有生物降解。另一方面，90 天后，只有32% 的藻類微塑膠被回收，這表明超過三分之二的藻類微塑膠已經生物降解。 200 天后，只有3% 的微塑膠被回收，顯示97% 的微塑膠已經消失。

最後一項測量是透過氣相層析/質譜儀（GCMS）進行化學分析，檢測到了用於製造塑膠的單體的存在，表明聚合物正在分解成最初的植物材料。掃描電子顯微鏡進一步顯示了微生物如何在堆肥過程中定植於可生物降解的微塑膠中。

論文共同作者、生物科學學院教授兼Algenesis 公司聯合創始人 Stephen Mayfield說：「這種材料是第一種在使用過程中不會產生微塑膠的塑膠。這不僅僅是針對產品生命週期末端和擁擠的垃圾掩埋場的可持續解決方案。這實際上是一種不會讓我們生病的塑膠。”

在通往可行性的漫長道路上，創造石油基塑膠的環保替代品只是其中的一部分。目前的挑戰是如何將這種新材料用於原本為傳統塑膠製造的現有生產設備上，而Algenesis 公司在這方面正在取得進展。他們已與多家公司合作，生產使用加州大學聖地牙哥分校開發的植物性聚合物的產品，包括用於塗層織物的特瑞堡公司和用於生產手機殼的犀牛盾公司。

Burkart 表示：「當我們開始這項工作時，有人告訴我們這是不可能的。現在我們看到了不同的現實。還有很多工作要做，但我們希望給人們帶來希望。這是可能的。 “

編譯自: ScitechDaily