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行降解。

格賴夫斯瓦爾德大學(xué)的科學(xué)家們與德國公司科思創(chuàng)以及來自萊比錫和都柏林的團隊共同開發(fā)了相應(yīng)的方法，最近在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威雜志《Angewandte Chemie國際版》上分別發(fā)表了兩篇文章。因此，這意味著建立一個可持續(xù)和環(huán)保的流程來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)境帶來了巨大的浪費問題。聚氨酯和聚乙烯醇聚合物約占歐洲塑料產(chǎn)量的8%。

幾年來，實現(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（如運動鞋）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，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，因為它們能夠在不超過40°C的適度溫度下進行降解，特別是循環(huán)利用——分離出原料來制造新的塑料，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教授的團隊與科思創(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力的，因為我們必須篩選出大約200萬個候選酶，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。”

格賴夫斯瓦爾德大學(xué)Uwe Bornscheuer教授進一步解釋說：“有了這一突破性的發(fā)現(xiàn)，我們現(xiàn)在有了先決條件，可以利用蛋白質(zhì)工程的方法對這些生物催化劑進行定制設(shè)計，旨在開發(fā)聚氨酯的工業(yè)回收。”

科思創(chuàng)生物技術(shù)能力中心負責(zé)人Gernot Jäger博士補充道：“利用這些新發(fā)現(xiàn)的酶，我們更加接近我們的目標(biāo)，即實現(xiàn)聚合物行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟�！�

聚乙烯醇（PVA）具有多種特性，也被廣泛使用，例如用于纖維的涂層和包裝的薄膜。到目前為止，還沒有成熟的工藝來降解PVA。在這里，Bornscheuer教授的團隊與都柏林大學(xué)的聚合物專家和萊比錫的科學(xué)家一起開發(fā)生物技術(shù)工藝的基本原理。PVA的降解可以通過三種不同的酶的巧妙組合來實現(xiàn)，然后這些酶能夠以逐步的方式改變聚合物，獲得聚合物的碎片，然后可以用于其回收。

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科思創(chuàng)轉(zhuǎn)向利用生物技術(shù)開發(fā)可持續(xù)塑料

科思創(chuàng)正在拓展其在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的能力。這家塑料制造商打算越來越多地利用微生物和酶，使其產(chǎn)品和工藝更具可持續(xù)性。特別是，科思創(chuàng)還將開發(fā)基于生物技術(shù)的新回收工藝。為此，公司的生物技術(shù)能力中心現(xiàn)已擴大，包括一個公共資助的研究小組。與此同時，科思創(chuàng)公司通過努力取得了進展，首次在微生物的幫助下完全利用植物生產(chǎn)出重要的化學(xué)品苯胺。

科思創(chuàng)公司首席執(zhí)行官Markus Steilemann博士稱："生物技術(shù)在以更加環(huán)保和高效的方式生產(chǎn)塑料方面具有巨大的潛力。作為一家以創(chuàng)新為導(dǎo)向的公司，我們希望拓展我們在這個領(lǐng)域的能力。特別是，我們希望這能進一步刺激循環(huán)經(jīng)濟，為此目標(biāo)我們正全力以赴。"

為了更好地挖掘工業(yè)（"白色"）生物技術(shù)在塑料生產(chǎn)中的潛力，一個酶催化劑初級研究小組，簡稱NEnzy，現(xiàn)已在科思創(chuàng)成立了。它將獲得德國聯(lián)邦教育和研究部為期五年的、金額為250萬歐元的資助，并且將與德國亞琛工業(yè)大學(xué)展開緊密合作。

這個新小組正致力于通過酶催法回收報廢產(chǎn)品和塑料垃圾。研究人員還希望利用酶來處理塑料生產(chǎn)中的廢水。另一個重點是在自然界中有針對性地徹底分解廢舊塑料。

科思創(chuàng)已經(jīng)在利用生物技術(shù)研究和開發(fā)可持續(xù)生產(chǎn)苯胺的新方法。這種基礎(chǔ)化學(xué)品在全球塑料生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。到目前為止，它幾乎是完全從化石原料（如石油）中獲得，而提煉石油會釋放出二氧化碳�？扑紕�(chuàng)需要用苯胺來生產(chǎn)MDI，MDI用于制造建筑和制冷設(shè)備的絕緣泡沫。

與來自工業(yè)界和科學(xué)界的合作伙伴一起，科思創(chuàng)已經(jīng)開發(fā)出一種開創(chuàng)性的工藝，利用微生物以環(huán)保的方式通過植物原料（如秸稈或甜菜）生產(chǎn)苯胺。完全生物基的苯胺已經(jīng)通過這種方式獲得，并被成功地加工成測試產(chǎn)品。現(xiàn)在，這個已經(jīng)贏得了幾個獎項的工藝將在更大的范圍內(nèi)得到進一步發(fā)展。該項目是由德國聯(lián)邦食品和農(nóng)業(yè)部的公共基金資助的。

科思創(chuàng)和美國生物技術(shù)公司Genomatica通過成功合作，實現(xiàn)了另一種涂料和膠粘劑原料（HMDA）在生物技術(shù)的幫助下以植物為原料進行的大規(guī)模生產(chǎn)。