新式活体塑料助力塑料污染难题发布日期: 2024-09-04 来源:hth官网地址
大规模塑料废物的发生和不妥的处理办法,使塑料污染成为当下最严峻的环境问题之一。8月21日,我国深圳先进技术研讨院研讨员戴卓君团队在《天然—化学生物学》宣布研讨,研讨团队经过对微生物进行基因修改并发生具有环境耐受才能的孢子,使其可以在特定条件下排泄塑料降解酶,并经过塑料加工办法将孢子包埋在塑料基质中。
2016年,科学家发现了一种能运用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)作为碳源的细菌,其经过两种酶降解PET。后来,加州大学伯克利分校的研讨人员开发了由四种单体组成的聚合物RHPs,这些单体能与方针蛋白外表相互效果,维护降解酶在塑料工艺流程中的稳定性。但是,RHPs组成难度高,且对高温塑料加工环境的适应性有限。
长期以来,许多微生物进化出了针对恶劣环境条件的抵抗力。当极点环境到来,不再合适生计和繁衍时,细菌会转变成孢子的方式。孢子可以忍耐极点的枯燥、温度和压力,这些极点环境刚好存在于塑料加工的环境中。
该研讨中,戴卓君团队运用组成生物学办法,改造枯草芽孢杆菌,将可控排泄塑料降解酶的基因线路导入枯草芽孢杆菌,在二价锰离子的钳制环境中,迫使枯草芽孢杆菌“休眠”,构成孢子形状。发生的孢子带有修改的基因线路,比较细菌具有了针对高温、高压、有机溶剂和枯燥的耐受性。
他们将工程化改造的孢子溶液与聚己内酯(PCL)塑料母粒直接混合,制备出稳定性很高的“活”塑料。测验依据成果得出,研讨团队发现“活”塑料与PCL一般塑料,在屈从强度、应力极限、最大形变量和熔点等参数上均没有明显差异。日常运用环境中, 孢子坚持休眠状况,塑料也可坚持稳定的运用性能。
研讨发现,孢子被开释及激活后,活体塑料可以在6至7天内敏捷降解,而传统PCL塑料则在21天后仍旧剩下约40%的分子量。
此外,研讨团队还验证了该体系的普适性,将带有绿色荧光质粒的孢子别离与聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、PET进行混合加工。他们发现,即便从PET塑猜中(加工温度为300摄氏度)开释开来的孢子仍旧可以复苏并从头表达绿色荧光,为制造其他基底的活塑料奠定杰出的根底。
研讨团队还运用单螺杆挤出机进行了小规模工业化测验,发现活体的PCL塑料具有快速高效的降解功率。此外,研讨人员将活体塑料置于雪碧环境中浸泡2个月,在没有外界效果的情况下,活体塑料可以坚持稳定的外形和性质。
该研讨为新式可生物降解塑料的开发供给了新视角和办法,有望助力处理当下严峻的塑料污染窘境。