本報訊
聖地牙哥加州大學(UC San Diego)團隊領導的研究人員開發了一種可生物降解的熱塑性聚氨酯(TPU),將有助於減少塑料對環境的汙染。
TPU是一種柔軟且耐用的商用塑料,用於鞋類、地墊、坐墊和記憶海綿等。新型可生物降解TPU的生質塑料,充滿來自枯草芽孢桿菌菌株的細菌孢子,該菌株具有分解塑膠聚合物材料的能力。當接觸到堆肥中的營養物質時,可生物降解TPU中的孢子會發芽,並在生命周期結束前分解材料。
聖地牙哥加大奈米工程教授波科爾斯基(Jon Pokorski)表示:「這是這些細菌與生俱來的特性,我們選取了一些菌株,評估它們使用TPU作為唯一碳源的能力,然後從中選出生長情況最佳的菌株。」
科爾斯基及同僚的論文於4月30日發表在《自然通訊》(Nature Communications),詳細介紹研究成果,得出結論「這項研究提出了一種可擴展方法,用於製造生物複合材料,其機械性能獲得改善,並具有編程的生物功能性。」
研究人員使用細菌孢子,那是一種休眠形式的細菌,能夠抵抗惡劣的環境條件。有別於發揮繁殖力的真菌孢子,該細菌孢子具有保護性蛋白質罩,使其能在休眠狀態下生存。
研究人員將枯草芽孢桿菌孢子和TPU顆粒放入塑料擠出機中。這些成分在攝氏135度下混合並熔化,然後擠壓成塑料細條。研究人員再將其放置在微生物活躍和無菌堆肥環境中。堆肥裝置保持在攝氏37度,相對濕度介於44%至55%之間。堆肥中的水和其他營養物質促成塑料條內孢子的萌發,在五個月內達到90%的降解率。