活體塑料獲新進(jìn)展 或?qū)樗芰衔廴局卫硖峁┲?/a>
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】塑料是我們?nèi)粘Ｉ钪兄匾匾活惒牧希c此同時(shí)，塑料也是目前影響環(huán)境的主要污染源之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年產(chǎn)生約4億噸塑料廢物，幾乎相當(dāng)于全球人口總重量。而根據(jù)經(jīng)合組織此前提供的數(shù)據(jù)來(lái)看，其中僅有約9%的垃圾被回收，高達(dá)79%的塑料廢物被填埋或落入自然環(huán)境中，剩余約12%則是被焚燒處理。而較低的回收率也帶來(lái)了一個(gè)根本性難題——塑料污染。
我國(guó)作為塑料生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，對(duì)于塑料污染治理始終處于一個(gè)高度重視的狀態(tài)。從2008年出臺(tái)相關(guān)限塑政策以來(lái)，我國(guó)就一直是堅(jiān)持政策引導(dǎo)、規(guī)范限制、技術(shù)創(chuàng)新多方面協(xié)同的方式，推進(jìn)防治塑料污染的相關(guān)工作。得益于此，我國(guó)在這方面收獲頗豐，2021年的時(shí)候，我國(guó)的材料化回收率就已經(jīng)達(dá)到31%，是全球廢塑料平均水平的1.74倍。此外，還催生出了大量的相關(guān)技術(shù)，并且直到目前，關(guān)于大規(guī)模塑料垃圾處理方式的研究還在持續(xù)，新技術(shù)還在不斷涌現(xiàn)。
近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一項(xiàng)新的研究成果。該團(tuán)隊(duì)成功通過(guò)對(duì)微生物進(jìn)行基因編輯，制造出了具備極端環(huán)境耐受能力的，可以在特定條件下分泌塑料降解酶的孢子，并將其包埋到塑料基質(zhì)中，制造出了一種活體塑料。
這種塑料正常使用的時(shí)候，孢子處于休眠狀態(tài)，其穩(wěn)定性與耐受性與傳統(tǒng)塑料無(wú)異，但是當(dāng)被丟棄到自然環(huán)境中或達(dá)到預(yù)定的降解條件時(shí)，其中的孢子會(huì)被激活并開始分泌降解酶，從而加速塑料的降解。因此可以認(rèn)為是一種理想的塑料材料。
當(dāng)然，這種材料的研發(fā)過(guò)程并不容易。事實(shí)上，早在2016年，就有相關(guān)的活體塑料研究成果誕生——RHPs，然而RHPs合成難度高，且對(duì)高溫塑料加工環(huán)境的適應(yīng)性有限，因此實(shí)用價(jià)值并不高。
而這次，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的研究團(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)方法，改造枯草芽孢桿菌，將可控分泌塑料降解酶的基因線路導(dǎo)入枯草芽孢桿菌，在二價(jià)錳離子的脅迫環(huán)境中，迫使枯草芽孢桿菌“休眠”，形成孢子形態(tài)。由于產(chǎn)生的孢子帶有編輯的基因線路，相比細(xì)菌具備了針對(duì)高溫、高壓、有機(jī)溶劑和干燥的耐受性。將這種孢子與聚己內(nèi)酯(PCL)塑料母粒直接混合制作的塑料，就能兼顧高溫加工性能。而測(cè)試結(jié)果也顯示，其屈服強(qiáng)度、應(yīng)力極限、最大形變量和熔點(diǎn)等參數(shù)與傳統(tǒng)的PCL塑料并沒有明顯差別。同時(shí)，測(cè)試結(jié)果也表明，孢子激活后，活體塑料僅需不到一周的時(shí)間就可以完成降解，而傳統(tǒng)PCL塑料即便過(guò)了21天，仍存余40%左右的分子量。
換言之，作為一種創(chuàng)新的環(huán)保材料，新型活體塑料展示出了廣闊的應(yīng)用前景和重要的社會(huì)意義。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，活體塑料將在未來(lái)得到更加廣泛的應(yīng)用和推廣，為緩解塑料污染難題提供助力。
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