自19世纪制造塑料以来,这种方便,廉价的工业产品已成为工业和日常生活中不可或缺的部分,并且密不可分。同时,它难以降解,已经成为环境保护的头号敌人。当发现微塑料时,塑料的危害程度再次提高。
数据显示,世界每年生产塑料3.59亿吨,塑料废物的回收利用率约为30%。根据目前的工业发展体系,到2030年,塑料产量可能会增长40%,海洋中的塑料污染也将增加一倍。风机,有望达到3亿多吨。这对环境来说是一场巨大的灾难。
在确保塑料特性的同时,如何快速降解它们也已成为无数科学家想要解决的问题。搜索各种新闻和报纸可以发现我们已经进行了各种降解塑料的尝试。
聚乙烯低聚甲醛(PET)是世界上常用的塑料之一,年产量约为7,000吨。尽管PET瓶可以回收再利用,但是目前的回收方法存在问题,只能回收和再利用约30%。图卢兹大学的研究小组在小型反应器的设计中使用了测试酶,发现一种工程化酶可以在10小时内分解200g PET中的90%,并利用该酶解聚生成垂直和碳化物。 PET塑料瓶,这种新生产的塑料与传统塑料有较大的区别。
这种新方法的优势在于,它可以轻松地将各种不同的塑料混合物(甚至是不同颜色的PET塑料瓶)分解成简单的晶体和碳酸钙,而其中的染料和其他塑料则不会分解并造成冲击。
塑料以单体为原料,并通过加成聚合或缩聚反应聚合成高分子化合物(大分子)。它们由合成树脂和填料,增塑剂,稳定剂,添加剂,着色剂和其他添加剂组成。根据添加的不同,塑料可分为PP,PE,PET,PC等。其中,使用广泛的是PET,它是一种矿物质弹簧,即聚胆固醇多聚甲醛(聚对苯二甲酸乙二酯)。主要原料为水瓶,碳酸饮料瓶等产品。
2012年,一些研究人员在堆肥中发现了一种叶分支堆肥角质酶(LCC)。该酶可以切入酯和胆固醇之间的共价键,从而产生解聚的产物乙烯,但LCC会分解。聚合效率容易受到温度的限制。在65°C(PET的玻璃化转变温度)下工作后,几天后反应停止。难以实现实际应用。 Alain Marty和其他小组成员发现的PET分解酶可以在72°C的条件下保持在72°C的温度,不会破坏PET的连续工作,大大提高了PET的分解能力。
如果能够实现这种PET降解酶的市场推广,也许可以解决塑料瓶回收和再利用的难题。对于环境和经济而言,这是个好消息。