塑料是一项伟大的化学材料发明,但难以分解的特性,又导致全球出现了塑料制品的“消化病”,微塑料废物近年来对环境的污染更是让人触目惊心。
法国研究人员设计了一种酶,可以有效分解最常见的一种塑料形式——聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。这个过程中,可以将90%的相同塑料转化回其原始原料。该反应的最终结果是可以直接重复使用,以制造新塑料瓶的原材料。
研究人员们表示,正在扩大该技术的规模,并于明年开设示范工厂。如果商用成功的话,它可以帮助社会解决我们面临的最具挑战性的塑料问题之一。
3月8日,相关论文以“AnengineeredPETdepolymerasetobreakdownandrecycleplasticbottles”为题发表在最新一期《Nature》上,以封面文章的形式出现。
“这是向前迈出的一大步,”朴茨茅斯大学(UniversityofPortsmouth)负责酶创新中心的约翰·麦基汉(JohnMcGeehan)评价道。《Science》杂志更是以“‘Ahugestepforward.’Mutantenzymecouldvastlyimproverecyclingofplasticbottles”进行了相关报道。
年产量万吨的PET塑料
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是世界上最常用的塑料之一,每年生产量约达7,万吨。PET有多种用途,包括具有很高拉伸强度的薄膜(以聚酯薄膜市场销售)。但它最普遍的用途还是塑料饮料瓶——这是环境塑料废物的主要成分。PET最早是在年代开发的。到了年,科学家们发现了第一个可以分解并利用PET中碳的活生物体,它存在于塑料回收设施附近的沉积物中。
尽管像这样的微生物可以解决塑料废物的问题,但由于PET的碳主链最终被完全分解,它们无法使塑料更具可持续性。这意味着必须不断提供新材料来替换损坏的PET容器,当前这些容器主要是来自石化产品材料。
PET是由氧和碳原子连接的碳环的长集合。为了以允许回收的方式将其分解,这些碳-氧键没有被破坏,释放了大量的环,然后可以将其重新连接。当前正在消化PET的微生物也会破坏该环,使其不适合回收。以往,回收公司通常最终会混合使用多种不同颜色的塑料。然后,他们使用高温将其融化,生产出灰色或黑色的塑料原料,因此很少有公司希望使用它们来包装产品。取而代之的是,这种材料通常会变成地毯或其他低级塑料纤维,最终最终被填埋或焚化。
但是,科学家已经发现了许多可以破坏PET连接的酶。这些都具有破坏叶子表面蜡状涂层的作用,称为“角质”(使这些酶成为角质酶)。这些为新工作提供了起始材料。首先,研究人员参加了一组角质酶并测试了他们分解PET的活性。活性最高的是堆肥堆(被称为“叶枝堆肥角质酶(leaf-branch
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