中国团队成功研发活体塑料,双酶协同实现六天完全降解
2026-05-10 17:36
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维度网讯,中国研究人员开发出一种新型活体塑料,通过将可激活的降解微生物直接嵌入聚合物材料,使产品在使用结束后能自行分解。相关成果已发表于《ACS Applied Polymer Materials》期刊。通讯作者戴卓君表示:“意识到传统塑料可以存续数百年,而很多应用,如包装,却寿命很短,这让我们思考:能否将降解直接纳入材料的生命周期?”

该团队改造了枯草芽孢杆菌,使其同时产生两种协同工作的聚合物降解酶。一种酶负责将长链聚合物随机剪断,另一种则从末端逐步把碎片咀嚼成单体单元。戴卓君解释说:“通过嵌入这些微生物,活体塑料可以有效‘活过来’并按指令自毁,将耐久性从问题转化为可编程的特性。”这种双酶策略比以往仅靠单一酶的方案效率更高,在六天内就能将塑料彻底分解,并且不会产生微塑料颗粒。

研究中,科研人员把枯草芽孢杆菌的休眠孢子与聚己内酯混合,这种聚合物常出现在3D打印和部分手术缝合线中。所得活塑料的力学性能与普通聚己内酯薄膜相当,只有在加入50摄氏度营养液后,孢子才会被唤醒并开始降解工作。六天后,材料完全分解为基本结构单元,整个过程中没有微塑料形成。作为概念验证,团队还用这种活体塑料制成可穿戴电极,其功能正常,并在两周内实现完全降解。

该技术对一次性塑料和短期使用的产品具有应用潜力,尤其在包装、医疗器械和消费品领域。研究人员下一步计划开发能在水中触发孢子活性的方法,以应对进入水体的塑料污染。尽管当前实验围绕聚己内酯展开,类似策略同样适用于其他常见塑料类型。这项研究获得了国家重点研发计划、深圳市医学研究基金、国家自然科学基金、广东省自然科学基金杰出青年科学基金及深圳市科技计划等项目的资助。

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