活体塑料获新进展或将为塑料污染治理提供助力

2024/8/23 17:20:47 13601: 来源：化工仪器网

摘要：近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究团队发表了一项新的研究成果。该团队成功通过对微生物进行基因编辑，制造出了具备极端环境耐受能力的，可以在特定条件下分泌塑料降解酶的孢子，并将其包埋到塑料基质中，制造出了一种活体塑料。

　　【仪表网研发快讯】塑料是我们日常生活中重要地一类材料，但与此同时，塑料也是目前影响环境的主要污染源之一。据统计全球每年产生约4亿吨塑料废物，几乎相当于全球人口总重量。而根据经合组织此前提供的数据来看，其中仅有约9%的垃圾被回收，高达79%的塑料废物被填埋或落入自然环境中，剩余约12%则是被焚烧处理。而较低的回收率也带来了一个根本性难题——塑料污染。

　　我国作为塑料生产和消费大国，对于塑料污染治理始终处于一个高度重视的状态。从2008年出台相关限塑政策以来，我国就一直是坚持政策引导、规范限制、技术创新多方面协同的方式，推进防治塑料污染的相关工作。得益于此，我国在这方面收获颇丰，2021年的时候，我国的材料化回收率就已经达到31%，是全球废塑料平均水平的1.74倍。此外，还催生出了大量的相关技术，并且直到目前，关于大规模塑料垃圾处理方式的研究还在持续，新技术还在不断涌现。

　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究团队发表了一项新的研究成果。该团队成功通过对微生物进行基因编辑，制造出了具备极端环境耐受能力的，可以在特定条件下分泌塑料降解酶的孢子，并将其包埋到塑料基质中，制造出了一种活体塑料。

　　这种塑料正常使用的时候，孢子处于休眠状态，其稳定性与耐受性与传统塑料无异，但是当被丢弃到自然环境中或达到预定的降解条件时，其中的孢子会被激活并开始分泌降解酶，从而加速塑料的降解。因此可以认为是一种理想的塑料材料。

　　当然，这种材料的研发过程并不容易。事实上，早在2016年，就有相关的活体塑料研究成果诞生——RHPs，然而RHPs合成难度高，且对高温塑料加工环境的适应性有限，因此实用价值并不高。

　　而这次，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队利用合成生物学方法，改造枯草芽孢杆菌，将可控分泌塑料降解酶的基因线路导入枯草芽孢杆菌，在二价锰离子的胁迫环境中，迫使枯草芽孢杆菌“休眠”，形成孢子形态。由于产生的孢子带有编辑的基因线路，相比细菌具备了针对高温、高压、有机溶剂和干燥的耐受性。将这种孢子与聚己内酯(PCL)塑料母粒直接混合制作的塑料，就能兼顾高温加工性能。而测试结果也显示，其屈服强度、应力极限、最大形变量和熔点等参数与传统的PCL塑料并没有明显差别。同时，测试结果也表明，孢子激活后，活体塑料仅需不到一周的时间就可以完成降解，而传统PCL塑料即便过了21天，仍存余40%左右的分子量。

　　换言之，作为一种创新的环保材料，新型活体塑料展示出了广阔的应用前景和重要的社会意义。相信随着科学技术的不断发展和进步，活体塑料将在未来得到更加广泛的应用和推广，为缓解塑料污染难题提供助力。