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塑膠添加細菌孢子 研究:「活塑膠」五個月內自我毀滅

(首圖來源:Unsplash)
(首圖來源:Unsplash)

【文‧黃嬿】

最近研究發現,回收箱中的塑膠大部分都沒有被回收再利用,而是飄流世界各地,成為別的國家或是海洋的垃圾。包括聚氨酯 (PU) 這種製造手機殼到運動鞋的各種產品,也很少被回收。人類已經很難擺脫塑膠,最近科學家想出一個類似科幻小說的解決方案,在塑膠製造過程中加入細菌孢子,可以生產出自我毀滅的塑膠。

愈來愈多研究發現,在數百萬、數萬億的微生物中,有些微生物可以吃掉塑膠,加州大學聖地牙哥分校科學家想知道,如果將微生物與塑膠結合在一起,會發生什麼事。研究團隊選擇廣泛用做食品添加劑和益生菌的枯草芽孢桿菌,經過基因改造後,讓這種菌種能夠承受製造塑膠所需的極高溫度。

科學家將枯草芽孢桿菌孢子和熱塑性 PU 顆粒放入塑膠擠出機中,產生條狀塑膠,為了評估材料的生物降解性,他們將這些塑膠放置在微生物活性和無菌堆肥環境中,堆肥裝置的溫度保持在攝氏 37.78 度左右,相對濕度在 44~55% 之間。結果發現,在塑膠的使用壽命期間,孢子保持休眠狀態,但當接觸到堆肥中的營養物質時,孢子就會恢復活力並開始消化產品。由於堆肥中的水和其他營養物質引發塑膠條內孢子的萌發,五個月內降解率達 90%

關鍵是製造成本有多高

但現實世界中,大多數塑膠垃圾最後可能不會進入富含微生物的堆肥設施,但科學家表示,即使沒有額外的微生物存在,這種「活塑膠」也會分解,所以無論塑膠垃圾在生命結束時被丟棄在哪裡,一旦孢子被喚醒,它們就能夠降解。

孢子可能還有一個額外的優點,就是可以提高塑膠的韌性,類似鋼筋增強混凝土的方式。接下來研究人員仍需要研究材料降解後留下的物質,但他們認為任何殘留的細菌孢子都可能是無害的。此外,TPU 只是進入環境的商用塑膠種類之一,接下來他們要針對其他塑膠材料進行研究。

研究人員表示,這種塑膠目前正在實驗室研究,但在製造商的幫助下,幾年內可能會出現在現實世界中。不過,雖然自我分解的塑膠是未來塑膠解決方案的重大功臣,關鍵仍然是製造成本有多高,影響這種塑膠和其他可生物降解塑膠的普及度。

對此研究人員表示,生產塑膠的公司現在就可以開始批量生產這種「活塑膠」,只需將微生物孢子添加到現有成分中即可,成本增加大約 10%,但他們認為這對於幫助解決污染和氣候變遷是值得的。不過一些科學家認為,無論人類發展出什麼能夠解決塑膠污染問題的新技術,最好的辦法仍然是從一開始就減少塑膠的使用量。該研究已刊登在《自然通訊》期刊。

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