新的“活塑料”一旦被扔掉就会自毁

科学家们创造了一种“活塑料”，当材料开始腐蚀时，它会自毁。

在堆肥过程中，这种新型产品在一个月内分解，而在相同条件下需要长达 55 天才能分解的更传统版本。

这项充满希望的技术受到了咀嚼塑料的蛋白质力量的启发，这种蛋白质是由一种细菌自然产生的发现2016 年在日本的一家回收工厂。

自从科学家们发现其他几种细菌已经进化出酶来吃塑料，这些天然蛋白质激发了合成版本的更饥饿为了我们的废物。

由合成生物学家 Chenwang Tang 领导的中国科学院 （CAS） 的研究人员现在已经弄清楚了烘焙方法细菌孢子将这些酶分泌到聚己内酯（PCL） 塑料。

这样，当塑料开始降解时，这些新释放的酶就可以完成任务。

作为大型复杂蛋白质，酶通常不稳定甚至脆弱。所以研究人员设计来自细菌的脂肪酶基因洋葱伯克霍尔德菌（BC） 进入另一种称为枯草芽孢杆菌 /孢子形式耐高温和高压。

随着塑料表面的侵蚀，解放孢子开始发芽。不断增长的枯草芽孢杆菌然后表达其 BC-脂肪酶拷贝，该拷贝开始工作，几乎完全降解 PCL 分子。

当第二次脂肪酶由酵母产生南极念珠菌用于加快这一过程，塑料在一周内就降解了，CAS 的 Tang 和他的同事发现。相比之下，以相同方式处理的传统 PCL 塑料在三周后仍然存在。

制造 PCL 所需的温度和压力并不像其他塑料所需的条件那样极端。为了测试孢子是否能在制造其他塑料所需的加工中存活下来，CAS 的研究人员对细菌进行了工程改造，使其表达荧光标记物。

测试的塑料产品包括 PBS（聚丁二酸丁二醇酯）、PBAT（聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸酯）、PLA（聚乳酸）、PHA（聚羟基烷酸酯），甚至 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）塑料，这些塑料需要高达 300 的温度^oC. 当物理降解或煮沸时，孢子嵌入的塑料开始发光。

这表明孢子在 “烘烤过程 ”中存活下来，并在按计划触发侵蚀时释放其内容物。

“活塑料在苏打水（雪碧）中浸泡 60 天后保持稳定，这表明它们可能用作包装材料，”加CAS 的研究团队。

塑料还能够“在不添加抗生素的情况下彻底分解，凸显了该系统的稳健性”。

虽然这项研究只是一个概念验证，但它是一个有趣的解决方案不断增长的问题塑料污染。

在最后二十年左右，塑料制造量翻了一番，但与此同时，它变得太清晰了塑料产品对环境构成的问题有多大。

CAS 的团队希望他们的新技术有朝一日能激发可持续、可生物降解的材料，这些材料在一次使用后几个世纪都不会污染我们的地球。

该研究发表在自然 化学 生物学.

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