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塑料是现代世界中最有用的材料之一,但不幸的是,从可持续发展的角度来看,它也是最糟糕的材料之一。现在,伯克利实验室的科学家们开发出了一种方法,可以让细菌生产出原材料,这些原材料可以制成完全可回收的塑料。
塑料回收计划的本意是好的,但令人失望的事实是,绝大多数塑料即便回收后也都是被焚烧或最终被填埋。2019 年,伯克利实验室推出了一种名为聚二酮烯胺(PDK)的新型塑料,其中分子之间的键可以更容易地按需分解,随时可以制成新的东西,而不会降低质量。
在之前的研究中,科学家们最初使用与普通塑料相同的石化产品来制造 PDK,但在新的研究中,他们成功地改用了一种可再生资源。研究小组对大肠杆菌进行了改造,使其能够将植物中的糖分转化为一种名为三乙酸内酯(TAL)的分子,然后再与其他化学物质结合生产出 PDK。
PDK 塑料在酸浴中很容易分解,从而破坏其分子间的键 彼得-克里斯滕森/伯克利实验室
最终得到的塑料材料可以根据手头的应用,有选择地调整柔韧性、韧性甚至粘合性。研究小组发现,这种新型 PDK 不仅更具可持续性,而且还能承受比早期版本更高的工作温度,最高可达 60 °C(140 °F)。这开辟了更广泛的潜在应用领域。
目前,PDK 的生物含量约为 80%,但研究小组表示,未来的版本将达到 100% 的生物含量。其他改进将是更多工作的重点,包括找到让细菌将更多植物糖和化合物转化为原料的方法,以及加快转化速度。
"我们的新成果非常令人鼓舞,"该研究的作者科琳-斯考恩(Corinne Scown)说。"我们发现,只要对生产工艺进行适度改进,我们很快就能制造出生物基 PDK 塑料,与使用化石燃料制造的塑料相比,这种塑料不仅成本更低,而且二氧化碳排放量更少。"
这项研究发表在《自然-可持续性》杂志上。