在美国，尽管有分类和回收工作，但只有不到9%的塑料得到回收，大多数塑料最终都流入填埋场或环境中。
可生物降解塑料袋和容器可以提供帮助，但如果分类不当，则会污染原本可以回收的塑料。
更糟糕的是，大多数可生物降解的塑料需要几个月时间才能分解。
当最终分解时，它们会变成微塑料。这些微小的塑料碎片，最终可能积存在海洋和动物体内，包括我们自己的身体中。
如今，正如4月21日《自然》杂志上报道的那样，美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校的科学家们设计了一种酶活化的可堆肥塑料，可以减少微塑料的污染，并且在塑料的再利用上具有广阔的前景。这种材料可以被分解成单体小分子，然后重新制成新的可堆肥塑料产品。
“在野外，酶是自然界用来分解动植物的活性物质――即使我们死了，酶也会使人体自然分解。因此，在这项研究中我们问自己，酶如何降解塑料使之成为自然的一部分？”该研究资深作者、伯克利实验室材料科学分部高级科学家、加州大学伯克利分校材料科学与工程系和化学系教授徐婷表示。
在伯克利实验室工作的徐婷致力于研发功能性聚合物材料已有近15年。
徐婷的研发团队由全国各地大学和国家实验室的科学家和工程师组成。他们研究的一个重点是解决一次性塑料和所谓的可生物降解塑料造成的塑料填埋问题。
当今使用的大多数可生物降解塑料通常由聚乳酸制成，聚乳酸是一种与玉米淀粉混合的植物基塑料材料。还有聚己内酯，一种广泛用于生物医学领域的可生物降解聚酯。
但是，传统的可生物降解塑料的问题在于它们与一次性塑料（例如塑料薄膜）无法区分。
因此这些材料中的很大一部分最终会被填埋。
研究共同作者、伯克利实验室能源技术领域科学家科林・斯考恩说，即使一个可生物降解的塑料容器在有机废物处理设施中分解，它的分解速度也不会像它曾经盛放的午餐沙拉那样快，因此最终会污染有机废物。
可生物降解塑料的另一个问题是它们不像普通塑料那样坚固――人们无法用标准的绿色堆肥袋搬运重物。折衷方案是可生物降解塑料会随着时间的流逝而分解――但是，徐婷说，它们仍然分解为微塑料，一种尺寸要小得多的塑料。
因此，徐婷和她的团队决定采用另一种方法，即把酶“纳米限制”到塑料中。
由于酶是生命系统的一部分，因此诀窍是在塑料中划出一个安全的位置，使酶处于休眠状态，直到它们被激活。
在一系列实验中，徐婷和她的合作者在塑料材料中嵌入了微量的脂肪酶和蛋白酶K。科学家还添加了一种被称为四单体无规杂聚物或RHP的酶保护剂，以帮助将酶分散成几纳米（十亿分之一米）。
令人惊讶的结果是，科学家发现，普通的家用自来水或标准土壤堆肥就可将嵌入酶的塑料材料转化成单体小分子结构单元，并在短短几天或几周内将微塑料消化。
他们还了解到，BC-脂肪酶是一种挑剔的食者。
在脂肪酶将聚合物链转化为单体之前，它必须首先捕获聚合物链的末端。通过控制脂肪酶发现链端，可以确保材料在被热水或堆肥土壤触发之前不会被降解。
此外，科研人员还发现，这种策略仅在BC-脂肪酶被纳米分散时才有效，而不是随机地加入并混合。徐婷说：“纳米分散使每个酶分子都发挥作用，没有浪费。”
“在考虑成本时，这一点很重要。工业用酶的价格约为每公斤10美元，但是这种新方法只会增加几美分的生产成本。因为所需的酶量非常低，同时该材料的保质期超过7个月。”斯考恩补充说。
斯考恩认为，研发价格合理且易于堆肥的塑料薄膜，可以激励农产品生产商使用可堆肥塑料而不是一次性保鲜膜来包装新鲜水果和蔬菜。因此，可以节省有机废料处理厂购买昂贵的塑料拆包机器的费用。
由于这种方法可能既适用于硬质塑料又适用于软质柔性塑料，徐婷希望将其研究范围扩展到聚烯烃。这是一个无处不在的塑料家族，通常用来制造玩具和电子零件。
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