新型「活性塑膠」6天內自毀，不留下微塑料

這些材料被稱為活性塑料，含有能夠降解周圍聚合物的休眠微生物。在發表於的一項研究中 ACS應用高分子材料科學家們開發了一種可以在六天內完全分解而不會產生微塑膠的版本。

論文的通訊作者戴卓君解釋說：“傳統塑料可以持續幾個世紀，而包裝等許多應用卻是短暫的，這讓我們不禁要問：我們能否將降解直接納入材料的生命週期中？”

成為綜合微生物處置系統

有些微生物會自然產生酶，將長聚合物鏈切割成更小的片段。由於塑膠是由聚合物製成的，研究人員一直在研究這些酵素或產生它們的微生物是否可以直接融入塑膠材料中。

戴解釋說：“通過嵌入這些微生物，塑料可以有效地‘活躍’並根據命令自毀，將可持續性從一個問題轉變為一個可編程功能。”

早期的活性塑膠設計通常依賴單一酶，這限制了材料分解的效率。為了改進這個過程，Dai、Jing Geng、Dianpeng Qi 和同事設計了它 枯草桿菌 產生兩種協同作用的聚合物降解酶。

第一種酵素在隨機點切割長聚合物鏈，將其縮短為較短的部分。然後第二個通過這些片段的末端，進一步將它們分裂成各自的單體塊。

六天內徹底崩潰

研究人員將其與睡眠結合起來 枯草桿菌 含有聚己內酯（3D 列印和一些手術縫線中常見的聚合物）的孢子。將細菌保持在孢子形式可以保護團隊，直到他們準備好開始降解過程。

成品活性塑膠具有與傳統聚己內酯薄膜相似的機械性質。它在正常條件下仍然堅固且具有功能，這表明孢子的添加並沒有顯著削弱該材料。

為了激活細菌，研究團隊添加了加熱至 122 華氏度（50 攝氏度）的營養肉湯。孢子被激活，兩種酵素開始產生。六天后，塑膠完全分解為其基本構件。

由於酶按順序發揮作用，因此材料不會分解成更小的塑膠碎片。這個過程足以有效地防止分解過程中微塑膠的形成。

消失的便攜式設備

為了展示其在現實世界中的可能用途，研究人員製作了一種由活性塑膠材料製成的可穿戴電極。該設備按預期工作，然後在激活後兩週內完全降解。

結果表明，活性塑膠最終可能用於需要在有限時間內耐用但在處理後不能持續很長時間的產品。

將該技術擴展到其他塑料

該團隊現在希望開發一種激活水中細菌孢子的方法，水中累積了很大一部分塑膠污染。

儘管實驗集中於單一聚合物，但研究人員認為，相同的整體策略可以適用於其他材料，包括廣泛用於一次性產品的塑膠。

作者感謝國家研發計畫、深圳市醫學研究基金、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金傑出青年基金和深圳市科技計畫的資助。