新型降解塑料誕生，把細菌孢子“預埋”進塑料！

2024-05-21 914 蘇州和塑美

在塑料中嵌入細菌孢子，在塑料使用期間細菌孢子保持休眠，塑料與土壤接觸后細菌孢子開始蘇醒幫助降解塑料！聽起來是一個非常神奇有效的組合，在現(xiàn)實中會有這樣的產(chǎn)品嗎？

近日，英國《自然·通訊》雜志刊登了一項新研究，美國加州大學圣迭戈分校研究人員開發(fā)了一種可生物降解的熱塑性聚氨酯（TPU），它充滿細菌孢子，當暴露于堆肥中的營養(yǎng)物質時，會在其生命周期結束后逐漸發(fā)芽并自身分解。這項研究有助于緩解塑料污染問題，讓我們一起看看這項技術里有哪些有意思的發(fā)現(xiàn)！

（在堆肥中5個月的不同分解階段的普通TPU（上）和“活”TPU（下）樣本）

熱塑性聚氨酯（TPU）

熱塑性聚氨酯（TPU）是一種堅韌的塑料，廣泛用于手機殼、鞋、汽車零部件等產(chǎn)品，但目前這類塑料的回收率較低，大部分最終成為填埋垃圾或是進入自然環(huán)境中。開發(fā)可生物降解聚氨酯的傳統(tǒng)方法通常會犧牲這種聚合物的機械性能，所以很難實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)。

細菌孢子：耐高溫+提高塑料機械性能

聽起來是一個非常有效的“塑料填料”，目前的試驗發(fā)現(xiàn)，這些改造枯草芽孢桿菌的孢子，在塑料加工極高溫（135℃）的環(huán)境中幾乎完全存活，并且能對塑料增韌37%，抗拉強度提高30%。嵌入這種孢子的塑料在模擬環(huán)境中被廢棄，并暴露在堆肥的特定營養(yǎng)物中，這種狀況可啟動該塑料的快速生物降解。

研究人員發(fā)現(xiàn)，嵌入上述細菌孢子的塑料聚氨酯能在5個月里實現(xiàn)90%以上的塑料生物降解，還能讓該塑料的韌性比沒有嵌入這種細菌孢子的熱塑性聚氨酯提高約37%。

目前，該細菌孢子可用于可降解生物復合材料TPU。孢子的熱激耐受性通過適應性實驗室進化（ALE）得到增強。生物復合TPU是通過熱熔擠出制備的，其中休眠孢子充當顆粒填料，增強TPU基質的機械性能。在壽命結束測試期間，發(fā)芽的細菌細胞促進了TPU的分解。