擔心可分解塑膠不耐用?又或是憂心難自然分解?最進國際研究團隊決定交給吃塑膠的細菌,將細菌孢子植入塑膠中,開發出自消化塑膠,不僅能讓塑膠更堅固耐用,塑膠垃圾一到垃圾場就會激發其中的孢子,在五個月內分解 90% 材料。
傳統塑膠堅固且用途廣泛,但也因為其特性需要數十年或數百年才能生物分解,因此大量的塑膠廢棄物正在堵塞圾垃場和海洋。
但現在有新解方,交給細菌來吃。
近年來科學家發現細菌已經演化出分解塑膠的能力,分離出可分解塑膠的酶,甚至提高分解效率,因此現在 BOTTLE 聯盟(生物優化技術使熱塑性塑料遠離垃圾填埋場和環境)希望,未來的細菌可以解決掉難回收的熱塑性聚氨酯(TPU),其中 TPU 塑膠是一種完全熱塑性的彈性體,用於製造鞋子、體育用品、手機殼和汽車零件等物品,基本上無法回收。
團隊為此展開新研究,將食塑膠細菌枯草桿菌(Bacillus subtilis)孢子直接嵌入塑膠本身。為了不讓細菌在塑膠製程中,被高溫殺死,研究人員還進行細菌基因改造,發現 96%~100% 的基改細菌在 135°C 的塑膠加工下仍能夠活下來,一般細菌只有 20% 的存活率。
理想情況下,使用者依舊能正常使用塑膠產品,不用擔心塑膠提早分解、用一下就破破爛爛,只有當它們被傾倒在垃圾場或自然環境中時,細菌才會開始消化。因此團隊也測試細菌分解塑膠的能力,藉由土壤中的營養物質和水分來觸發細菌,當濃度高達塑膠重量 1% 時,細菌在埋入堆肥後 5 個月內分解了 90% 以上材料。
也不用擔心塑膠產品因此變脆弱,研究也發現,用細菌孢子製成的塑膠比普通 TPU 堅韌 37%,拉伸強度高出 30%,團隊推測孢子有著增強填料的作用。
研究人員表示,這項技術具有潛在可擴展性,可以開闢一條處理不可回收 TPU 的新方法,同時塑膠還變得更堅韌、堅固,未來在解決萬年污染問題方面,著實取得重要進展。
- Extra-strong spore-loaded plastic eats itself when it hits landfill
- Self-digesting plastic could be better, faster, stonger
(首圖來源:Scimex)