Credit: Christopher Delre / UC Berkeley

塑膠物料加酵素 40°C 溫水下兩天內完全降解

阻止塑膠廢物污染環境是人類面臨的挑戰之一。過去數年,已有不同團隊研發可生物降解的塑膠材料,但絕大部份都需要特定方法才可分解。最新刊於《自然》的研究則指,在聚乳酸 (polylactic acid, PLA) 與聚己內酯 (polycaprolactone, PCL) 製成的塑膠加入特殊酵素,可在指定高溫下或在水中快速降解。

PLA 與 PCL 已在可堆肥塑膠物料應用,而新研發的 PLA 與 PCL 塑膠則會在指定條件下可轉變為乳酸餵養土壤中的微生物。團隊所使用的酵素脂肪酶 (lipase) 被包覆在塑膠纖維聚合物內,但並無改變其結構,所以可當作一般塑膠使用。

在工業堆肥條件下,柏克萊加大團隊研製的 PLA 在 60°C 下可 6 天內降解,至於 PCL 則會在 40°C 下兩天內就降解。按照團隊估計,多達 98% 的塑膠會被生物降解為小分子,更重要的是不會在環境中殘留微膠粒。

團隊製造的 PCL(圖左),在 40°C 暖水中 36 小時已基本被完全降解。 Credit: Christopher DelRe / UC Berkeley

團隊亦確定了研發的物料,在低溫下或短暫潮濕時不會降解,意味著可將這種物料製成衣服,且不會受晾曬或冷水洗滌的影響。團隊實際上將部份塑膠在室溫下放置了三個月而無發現受降解,但倒入微暖水則會開始降解過程。

領導是次研究的材料科學與工程系教授徐婷在大學聲明中指,是次研究基本可解決一些塑膠持續造成的問題。團隊現在正研究將加酵素方法應用於其他類型的塑膠中,更好地控制其生物降解性。

來源:
IFL Science, Scientists Develop Biodegradable Plastic That Easily Breaks Down With Just Heat And Water, 21 April 2021

報告:
DelRe, C., Jiang, Y., Kang, P. & et al. (2021). Near-complete depolymerization of polyesters with nano-dispersed enzymes. Nature 592, 558–563. doi: 10.1038/s41586-021-03408-3

文/Alan Chiu

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