新的“活塑料”一旦被扔掉就會自毀

科學家們創造了一種“活塑料”，當材料開始腐蝕時，它會自毀。

在堆肥過程中，這種新型產品在一個月內分解，而在相同條件下需要長達 55 天才能分解的更傳統版本。

這項充滿希望的技術受到了咀嚼塑料的蛋白質力量的啟發，這種蛋白質是由一種細菌自然產生的發現2016 年在日本的一家回收工廠。

自從科學家們發現其他幾種細菌已經進化出酶來吃塑料，這些天然蛋白質激發了合成版本的更饑餓為了我們的廢物。

由合成生物學家 Chenwang Tang 領導的中國科學院 （CAS） 的研究人員現在已經弄清楚了烘焙方法細菌孢子將這些酶分泌到聚己內酯（PCL） 塑料。

這樣，當塑料開始降解時，這些新釋放的酶就可以完成任務。

作為大型復雜蛋白質，酶通常不穩定甚至脆弱。所以研究人員設計來自細菌的脂肪酶基因洋蔥伯克霍爾德菌（BC） 進入另一種稱為枯草芽孢桿菌 /孢子形式耐高溫和高壓。

隨著塑料表面的侵蝕，解放孢子開始發芽。不斷增長的枯草芽孢桿菌然后表達其 BC-脂肪酶拷貝，該拷貝開始工作，幾乎完全降解 PCL 分子。

當第二次脂肪酶由酵母產生南極念珠菌用于加快這一過程，塑料在一周內就降解了，CAS 的 Tang 和他的同事發現。相比之下，以相同方式處理的傳統 PCL 塑料在三周后仍然存在。

制造 PCL 所需的溫度和壓力并不像其他塑料所需的條件那樣極端。為了測試孢子是否能在制造其他塑料所需的加工中存活下來，CAS 的研究人員對細菌進行了工程改造，使其表達熒光標記物。

測試的塑料產品包括 PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸丁二醇酯-對苯二甲酸酯）、PLA（聚乳酸）、PHA（聚羥基烷酸酯），甚至 PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）塑料，這些塑料需要高達 300 的溫度^oC. 當物理降解或煮沸時，孢子嵌入的塑料開始發光。

這表明孢子在 “烘烤過程 ”中存活下來，并在按計劃觸發侵蝕時釋放其內容物。

“活塑料在蘇打水（雪碧）中浸泡 60 天后保持穩定，這表明它們可能用作包裝材料，”加CAS 的研究團隊。

塑料還能夠“在不添加抗生素的情況下徹底分解，凸顯了該系統的穩健性”。

雖然這項研究只是一個概念驗證，但它是一個有趣的解決方案不斷增長的問題塑料污染。

在最后二十年左右，塑料制造量翻了一番，但與此同時，它變得太清晰了塑料產品對環境構成的問題有多大。

CAS 的團隊希望他們的新技術有朝一日能激發可持續、可生物降解的材料，這些材料在一次使用后幾個世紀都不會污染我們的地球。

該研究發表在自然 化學 生物學.

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