塑膠製品通常是一次性使用，但這些聚合材料難在自然環境自然降解，因此研究人員正試圖從源頭解決問題：開發含微生物的「活塑膠」，設計成溫度高於 50℃ 就能自動分解聚合物，且且不會產生微塑膠。
多數塑膠用途短暫，卻在環境殘留千百年，降解過程形成的微塑膠還會重新進入食物鏈積累，最終人類可能自食其果。
為解決塑膠垃圾危害，研究人員開始思考能否直接將分解機制納入材料生命週期──設計一種在特定條件下能自毀的活塑膠。過去已知某些微生物產生的酵素可將長聚合物鏈切割成更小片段，若將這些酵素或產生酵素的微生物直接加入活塑膠材料會怎樣？
團隊將目光鎖定「枯草芽孢桿菌（學名：Bacillus subtilis）」，改造後使其產生 2 種依序作用的聚合物降解酶，第 1 種酵素先隨機切斷長鏈聚合物產生較短片段，第 2 種酵素再從片段末端進一步分解，最終轉化為單體，這種雙酵素策略能克服過去單一酵素效率不足問題。
啟動特定條件降解聚合物鏈
實驗中，研究人員將枯草芽孢桿菌孢子嵌入聚己內酯（polycaprolactone，PCL）聚合物，形成「活塑膠」，機械性質接近於一般聚己內酯薄膜，但微生物被活化前維持休眠狀態，直到塑膠被加熱至 50℃ 孢子才開始變活躍，並在 6 天內將塑膠完全降解為基本單體。
團隊進一步利用新材料製成可穿戴塑膠電極，電極正常運作後也能在兩週內完全降解，證明其實際應用可行性。
雖然目前這項技術限於 PCL 塑膠，微生物活化條件需要特定溫度與營養液，但考慮大量塑膠最終會進入海洋，團隊下一目標為開發能在水中活化的活塑膠系統，希望塑膠製品在流入海洋後自動被內嵌的微生物吃乾抹淨。
新論文發表在《ACS Applied Polymer Materials》期刊。
（首圖來源：AI 生成）
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