2021年4月22日
随着军队的资金，科学家发明一种方法，使堆肥塑料只有热和水在几周内崩溃。这一进步将有可能解决在前进作战基地废物管理的挑战，并提供美国士兵额外的技术进步。
这项新工艺是由加州大学伯克利分校和马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员开发的，包括在塑料制造过程中嵌入能吸收聚酯的酶。
暴露在高温和水,一种酶不以为然的聚合物裹尸布,开始咀嚼塑料聚合物的构建块,可生物降解的塑料,这主要是由聚酯聚乳酸,或计划,它可以降低乳酸可以为土壤微生物堆肥。聚合物的包装也会降解。
这个过程中，发表于自然它消除了微塑料，这是许多化学降解过程的副产品，本身也是一种污染物。使用这种技术制成的塑料中，高达98%的塑料会降解成小分子。
“这些结果提供了可能会降低在相对较短的时间尺度上的聚合材料，可为与废物管理有关军队后勤提供显著优势的合理设计奠定了基础。”亚博网站下载斯蒂芬妮说博士McElhinny，项目经理，陆军研究办公室，美国陆军作战能力发展指挥部，被称为DEVCOM，美国陆军研究实验室的一个元素。“更广泛地说，这些结果提供洞察活性生物分子纳入全固态用料，这可能有多种未来军队能力，包括检测，去污和自愈合材料影响的战略。”亚博网站下载
分解可降解塑料的新方法包括在塑料制造过程中嵌入能吸收聚酯的酶。当暴露在高温和水下时，这种酶就会脱去它的聚合物覆盖物，开始将塑料聚合物咀嚼成它的组成部分——就聚乳酸而言，它将其还原为乳酸，而乳酸可以作为堆肥为土壤微生物提供养分。
塑料设计不能正常使用过程中发生故障，但也意味着它们不会打破他们丢弃了。堆肥塑料能需要多年才能分解，只要历久常作为传统塑料。
该研究小组的方式，隔绝和保护他们，直到合适的条件，释放他们的嵌入式纳米级聚合物吃酵素直接在塑料或其它材料。在2018年，他们发现这是如何工作的实践。嵌入在纤维球队垫的酶降解毒性的有机磷化学品，如那些杀虫剂和化学战剂。当垫被浸泡在化学中，嵌入酶打破了有机磷农药。
研究人员说，保护酶散开，其中的蛋白质通常做他们的正常环境，外部如活细胞，导致关键创新。
为自然论文中，研究人员展示了一种类似的技术，将酶包裹在他们设计的称为随机杂聚物(rps)的分子中，并将数十亿纳米粒子嵌入塑料树脂珠中，这些塑料珠是所有塑料制造的起点。yabo214这个过程类似于在塑料中嵌入颜料来给它们上色。
“这项工作，与2018组合的发现，揭示了这些RHPs为高度有效的酶稳定剂，使得在非生物环境酶结构和活性的保留，”说Dawanne Poree博士，项目经理，ARO。“这项研究真正打开大门，一类新的，只有目前在生物系统中的功能的生物，非生物杂化材料。”亚博网站下载
地球上很多地方都在废弃的塑料中游泳，这对动物和人类的健康都有危害。它能被清理干净吗
结果表明，被rhp覆盖的酶不会改变塑料的性质，这种塑料可以在170摄氏度(338华氏度)左右的温度下熔化并挤压成普通聚酯塑料一样的纤维。
为了引起降解，只需要加水和一点热量。在室温下，80%的改性聚乳酸纤维在一周左右的时间内完全降解。温度越高，降解速度越快。在工业堆肥条件下，改性聚乳酸在50摄氏度(122华氏度)下6天内降解。
另一种聚酯塑料PCL(聚己内酯)在40摄氏度(104华氏度)的工业堆肥条件下两天就降解了。对于聚乳酸，研究小组嵌入了一种叫做蛋白酶K的酶，它可以将聚乳酸咀嚼成乳酸分子;对于PCL，他们使用脂肪酶。这两种酶都是廉价且容易获得的。
“如果你只把酶放在塑料的表面，它会腐蚀得非常慢，”加州大学伯克利分校材料科学、工程和化学教授徐婷说。亚博网站下载亚博老虎机网登录你希望它以纳米级的方式分布在所有地方，这样，本质上，每一个分子只需要吃掉它们的聚合物邻居，然后整个材料就会分解。”
犯罪嫌疑人徐某，较高的温度使笼罩酶多走动，使其能够更快地找到一个聚合物链的末端，嚼起来，然后移动到下一个链。的RHP包裹酶也趋向于接近聚合物链的末端结合，保持接近其目标的酶。
该改性聚酯不会在较低的温度下，或在潮湿的短暂时间降解。例如，用这种方法制成的聚酯恤将在中等温度下经受汗水和洗涤。
可降解塑料在室温下浸泡3个月不会降解，而在温水中浸泡3个月则会降解。
徐正在开发可以降解其他类型的聚酯塑料的酶，但她也在修改RHPs，以便降解可以在特定的点停止，而不完全破坏材料。如果塑料能被重新熔化，变成新的塑料，这可能会有用。
“试想一下，采用可生物降解胶组装计算机电路乃至整个手机或电子产品，那么，当你与他们所做的，胶水溶解，从而使设备崩溃，所有的部件可重复使用，”徐说。
这种技术可能是正向操作环境产生新的材料是非常有用的，Poree说。亚博网站下载
“想象一下，有一个损坏的设备或车辆部件可以降解，然后在app亚博体育现场重新制造，甚至可以用于完全不同的用途，”Poree说。“这对远征制造业也有潜在影响。”
除了陆军，美国能源部在加州大学伯克利分校的巴卡尔奖学金项目的帮助下也资助了这项研究。
来源:https://www.arl.army.mil/