加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室的聚合物科學家和同事在《自然》雜志上報道稱,在適度的溫度下,含有酶的塑料薄膜在標準堆肥或普通自來水中幾天到幾周內就會分解。生物可降解性不等于可堆肥性,少量的聚合物咀嚼酶可以使生物可降解的塑料包裝和叉子真正可堆肥。
大多數生物可降解塑料都被送進了垃圾填埋場,那里的條件不適合它們分解,所以它們的降解速度不會比普通塑料快。在生物可降解的塑料中嵌入聚合物咀嚼酶可以加速塑料的分解。但這一過程往往會在不經意間形成潛在的有害微塑料,它們正在全球的生態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)。并且這些酶會聚集在一起,隨機切斷塑料的分子鏈,使其不能完全分解。研究團隊在兩種生物可降解塑料中加入了單獨的酶,其中包括食品包裝中常用的聚乳酸。他們將酶和另一種成分一起加入,這是一種之前開發(fā)的可降解添加劑,可以確保酶不會聚集在一起,也不會分解。這些單獨的酶抓住了塑料分子鏈的末端,就像在吃意大利面條一樣,切斷了每一個鏈環(huán),阻止了微塑料的形成。
添加酶通常會使塑料變得昂貴,并損害其性能。然而,該研究的添加酶只占塑料重量的0.02%,而塑料與通常用于購物袋的塑料一樣堅固和柔韌。但這項技術并不適用于所有的塑料,因為它們的分子結構是不同的,研究團隊正在努力克服這一限制。
C. DelRe et al. Near-complete depolymerization of polyesters with nano-dispersed enzymes. Nature. Published online April 21, 2021. doi:10.1038/s41586-021-03408-3.