在酶作為生物催化劑的幫助下,塑料材料聚氨酯和聚乙烯醇現(xiàn)在可以在溫和的條件下進(jìn)行降解。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)的科學(xué)家們與德國(guó)公司科思創(chuàng)以及來(lái)自萊比錫和都柏林的團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了相應(yīng)的方法,最近在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威雜志《Angewandte Chemie國(guó)際版》上分別發(fā)表了兩篇文章。因此,這意味著建立一個(gè)可持續(xù)和環(huán)保的流程來(lái)回收這些聚合物是有可能的。
這有助于解決世界范圍內(nèi)的塑料垃圾問題,以這兩種大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的合成聚合物為例。
塑料目前在建筑材料、電絕緣、飲料和食品包裝、紡織品和許多其他應(yīng)用領(lǐng)域的生產(chǎn)中不可或缺。不幸的是,合成聚合物的大規(guī)模生產(chǎn),特別是用于包裝材料的合成聚合物,已經(jīng)給環(huán)境帶來(lái)了巨大的浪費(fèi)問題。聚氨酯和聚乙烯醇聚合物約占?xì)W洲塑料產(chǎn)量的8%。
幾年來(lái),實(shí)現(xiàn)塑料環(huán);厥盏姆椒ㄒ恢笔侨藗兩钊胙芯康闹黝}。這不僅可以緩解環(huán)境污染,還可以減少化學(xué)制造新塑料所需的化石原料。此外,目前焚燒塑料垃圾的垃圾焚燒廠排放的溫室氣體CO2將減少。
聚氨酯用于生產(chǎn)床墊、保溫材料、熱塑性彈性體(如運(yùn)動(dòng)鞋)和涂料(密封劑、膠粘劑、涂料)。雖然降解這些化合物的化學(xué)方法已經(jīng)被開發(fā)出來(lái),但由于需要高溫和高壓,它們也消耗大量的能量。
使用微生物或酶作為天然生物催化劑的生物技術(shù)方法是一種替代方法,因?yàn)樗鼈兡軌蛟诓怀^(guò)40°C的適度溫度下進(jìn)行降解,特別是循環(huán)利用——分離出原料來(lái)制造新的塑料,而且不使用化學(xué)試劑。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)生物化學(xué)研究所的Uwe Bornscheuer教授的團(tuán)隊(duì)與科思創(chuàng)公司的科學(xué)家一起,現(xiàn)在已經(jīng)確定了關(guān)鍵的酶,它們能夠在化學(xué)預(yù)處理后將聚氨酯降解成其組成原料。
格賴夫斯瓦爾德大學(xué)博士生Yannick Branson 表示:“尋找這些特定的生物催化劑是非常費(fèi)力的,因?yàn)槲覀儽仨毢Y選出大約200萬(wàn)個(gè)候選酶,以便發(fā)現(xiàn)前三種酶,這些酶被證明能夠打破聚氨酯中存在的特殊化學(xué)鍵!