塑料污染已成為全球性環(huán)境挑戰(zhàn),傳統石油基塑料的不可降解性導致生態(tài)危機加劇。聚乳酸(PLA)作為可再生資源衍生的生物可降解聚酯,雖在包裝、醫(yī)療等領域逐步替代傳統塑料,但其工業(yè)堆肥降解需高溫(60-65℃)且耗時長達12周,且無法回收乳酸單體(lactic acid),嚴重制約循環(huán)經濟應用。現有化學或熱降解方法能耗高、條件苛刻,而微生物降解效率低下。如何實現PLA在溫和條件下的高效解聚并回收高值單體,成為突破生物塑料推廣瓶頸的關鍵。
酶解新方案:精準攻擊+條件溫和
米曲霉作為食品工業(yè)常用的安全真菌,其分泌的脂肪酶具有無毒、可大規(guī)模制備的特點。
研究團隊選用食品工業(yè)常用的米曲霉脂肪酶,在37℃(接近人體體溫)的中性至弱堿性環(huán)境中開展實驗。結果顯示,當pH值調至8.0時,脂肪酶如同“分子剪刀”,精準剪斷PLA無定形區(qū)域的酯鍵,而保留其結晶結構。顯微鏡下可見,處理后的PLA薄膜表面從光滑變得粗糙多孔,親水性顯著提升,這意味著更多酶分子能接觸到聚合物鏈,加速降解進程。
更關鍵的是,隨著酶濃度增加,PLA薄膜和微粒的降解速度明顯加快。高效液相色譜檢測證實,降解過程中釋放出大量乳酸單體——這些“建筑積木”可重新聚合為新PLA,真正實現“從自然到自然”的閉環(huán)。
環(huán)保與經濟雙贏:開啟循環(huán)經濟新可能
該研究證實米曲霉脂肪酶可在37℃、pH 8.0下高效解聚PLA,無需預處理或有毒溶劑。酶促降解的“非晶區(qū)優(yōu)先”特性為設計可控降解材料提供新思路,而乳酸單體的回收實現了閉環(huán)再生。
這一低能耗、高特異性策略不僅加速PLA堆肥進程,更為生物塑料的化學回收(chemical recycling)奠定基礎,推動碳中和目標下的可持續(xù)材料發(fā)展。
免責聲明:本網轉載自其它媒體的文章及圖片,目的在于弘揚石油化工精神,宣傳國家石油化工政策,展示國家石油化工產業(yè)形象,傳遞更多石油化工信息,推廣石油化工企業(yè)品牌和產品,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,在此我們謹向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認為本站文章及圖片侵犯了您的版權,請與我們聯系,我們將第一時間刪除。