平哥:汪詰,,你聽(tīng)說(shuō)沒(méi)有,4月21日的時(shí)候,,《自然》雜志社發(fā)布了一篇重磅論文,,加州大學(xué)伯克利分校的徐婷教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種新的可降解塑料。
汪詰:平哥,,這個(gè)初聽(tīng)上去容易讓人費(fèi)解,,我剛看到的時(shí)候,也是楞一下,。因?yàn)榭山到馑芰喜皇窃缇陀辛藛??現(xiàn)在不是很多地方都規(guī)定超市里提供的塑料袋必須是可降解的嗎?這個(gè)論文即便是提出了一種新的可降解塑料,,但是畢竟不是一次從無(wú)到有的創(chuàng)新,。
平哥:我最開(kāi)始看到這個(gè)消息的時(shí)候也和你有一樣的想法,并沒(méi)有覺(jué)得這是多么了不起的事情,。但仔細(xì)看了下,,才發(fā)現(xiàn),這件事情其實(shí)非常重要,,為什么這么說(shuō)呢,,那就不得不提4月20號(hào)在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)學(xué)院院刊》上發(fā)表的另一篇論文了。這篇論文說(shuō)在美國(guó)西部的上空,,有1100噸的塑料灰塵飄在天上,。這些微小的塑料灰塵哪里來(lái)的?
汪詰:從海洋里面飄上來(lái)的,。塑料是一種化學(xué)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定的材料,,可以幾百年都不發(fā)生變化。人類利用塑料已經(jīng)有上百年的歷史了,,這么長(zhǎng)時(shí)間已經(jīng)生產(chǎn)了大量的塑料,,這些塑料很多都被埋在了土里,飄到了海里,,也還有一些從我們的眼中消失了,。
平哥:注意,這些消失了的塑料,,并不是真的被降解了變成了其他物質(zhì),,而是在磨損或是其他情況下,變成了肉眼看不見(jiàn)的微粒,。從某種程度上來(lái)說(shuō),,這種塑料微粒對(duì)環(huán)境的危害更大,,因?yàn)樗鼈儠?huì)隨著河流、海洋,、空氣流動(dòng)到任何地方,。有研究就稱,雖然我們看不見(jiàn),,但是在人類的胎盤里,、動(dòng)物的腸道里、我們吃進(jìn)去的食物里,,這樣的微粒塑料無(wú)處不在,。
汪詰:確實(shí)是這樣,這幾年,,塑料微粒污染問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)在各個(gè)媒體上,。不過(guò)好像你還沒(méi)談到重點(diǎn),據(jù)我所知,,可降解塑料早就已經(jīng)不是一個(gè)新鮮事了,,難道之前的可降解塑料不是這樣的嗎?
平哥:還真不是,。就比如說(shuō),,現(xiàn)在比較常見(jiàn)的兩種可降解塑料,分別是光降解型塑料和摻雜了淀粉的降解塑料,。這兩種可降解塑料所謂的降解,,往往是把原來(lái)的大塑料變成細(xì)小的不可見(jiàn)的塑料。就比如說(shuō),,光可降解塑料,,就是利用陽(yáng)光里的紫外線讓塑料分子變小,先不說(shuō)這樣使塑料埋在土里就無(wú)法降解了,,就算是被紫外線分解了,,也是把塑料分子變小了,并沒(méi)有改變塑料的化學(xué)性質(zhì),。給塑料摻雜淀粉更是這樣了,,淀粉是可以很快被降解掉的,淀粉降解了之后,,原來(lái)結(jié)實(shí)的塑料就會(huì)破洞百出,,這樣就會(huì)更容易破碎變小,而其實(shí)塑料并沒(méi)有消失,。
汪詰:明白了,。換句話說(shuō),以前的可降解并不是真正的可降解,,以前的降解只不過(guò)相當(dāng)于把塑料給磨碎了,,基本性質(zhì)并沒(méi)有改變,。不過(guò)我知道有一種塑料叫 PLC,聚乳酸塑料,。這種塑料的分子是由許多的乳酸分子聚合而成的,。微生物在特定的環(huán)境下是可以對(duì)這種塑料進(jìn)行分解的,,把它們變成二氧化碳和水,。
平哥:你說(shuō)的這種可降解塑料最大的問(wèn)題是,它們的分解依賴于特定的條件,,假如這種塑料飄到海里,,那么它們最后分解依然需要上百年時(shí)間,污染程度與傳統(tǒng)的塑料其實(shí)并沒(méi)有什么明顯區(qū)別,。
汪詰:所以如果想要 PLC 能更快分解,,就需要特別建造垃圾處理廠,把這種塑料挑出來(lái),,放到專門的環(huán)境中進(jìn)行分解,。不過(guò),可想而知,,這樣的話,,處理起來(lái)的成本會(huì)非常高,要想大規(guī)模使用會(huì)有很大的障礙,。
平哥:所以啊,,徐婷團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這種新降解塑料就非常可貴了,。這種可降解的塑料可以降解成乳酸,。乳酸是個(gè)很常見(jiàn)的東西,讓酸奶變酸的就是乳酸嘛,。也就是說(shuō),,你把這種塑料做成的塑料袋扔了,最后被埋在了土里,,非但不會(huì)污染環(huán)境,,最后它還能變成乳酸,成為土壤的肥料,。即便被人吃下去了,,也不要緊,也就相當(dāng)于多吃了一點(diǎn)酸奶而已,。其實(shí),,這種新降解塑料不只這一個(gè)優(yōu)點(diǎn),還有一個(gè)特點(diǎn)也非常重要,。那就是降解塑料的方式,。徐婷團(tuán)隊(duì)是利用了酶來(lái)降解塑料的,。不過(guò)酶自身并不穩(wěn)定,在細(xì)胞之外非常容易分解失效,,另一個(gè)是如果只是把酶涂在塑料表面,,酶只能一層一層地降解塑料,速度太慢,。
汪詰:那這個(gè)問(wèn)題怎么解決,?
平哥:徐婷團(tuán)隊(duì)為了解決這兩個(gè)問(wèn)題,就想到了一個(gè)非常絕妙的方法,,那就是把酶像膠囊一樣包裹起來(lái),。用來(lái)包裹的膠囊皮,是徐婷團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一種叫做隨機(jī)雜聚物的分子,。被隨機(jī)雜聚物保護(hù)起來(lái)了,,酶就不容易失效了。然后只需要把酶膠囊做得比灰塵還要小,,和塑料的原材料混合起來(lái),,只要條件合適,隨機(jī)雜聚物做成的膠囊皮就會(huì)破裂,,酶與塑料充分接觸,,塑料很快就會(huì)被降解了。
汪詰:那她們搞的這個(gè)東西效果咋樣,?
平哥:徐婷在論文里就提到了,,只需要有水,40攝氏度的溫度下,,3天時(shí)間塑料就會(huì)幾乎完全降解,。
汪詰:40攝氏度就會(huì)降解嗎?這個(gè)溫度是不是有點(diǎn)低啊,。天氣熱一點(diǎn)的話,,這種塑料是不是就不能用了啊。那是不是說(shuō)這樣的塑料并不能用來(lái)打包熱東西,?一熱就自動(dòng)分解了,,全漏了,拿它當(dāng)外賣餐盒看來(lái)是不行的,。如果是這樣的話,,這種塑料實(shí)用性就會(huì)大打折扣吧。
平哥:如果只是單看論文里提出的這種塑料的話,,的確會(huì)有這樣的問(wèn)題,,但是你可以把它想象成是一種原型產(chǎn)品就不同了。這個(gè)原型產(chǎn)品只是證明了,,這種“膠囊酶”的思路是可行的,。這是一個(gè)好用的套路,,這個(gè)套路比具體的結(jié)果更重要。
汪詰:懂了,,酶是一類非常龐大的生物催化劑,,觸發(fā)和維持酶活性的條件也千奇百怪。找到能在高溫下還能起作用的酶并不是不可能的,,海底火山口附近的溫度是很高的,,在幾百攝氏度的水溫下,還有生物存在,,小魚(yú)小蝦都活的很好,。生物也是離不開(kāi)酶的,,這些生物的體內(nèi)一定存在耐高溫的酶,。
平哥:而且酶還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)。前面我講過(guò),,酶是一種蛋白質(zhì),,生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)都是靠著基因進(jìn)行編碼的。所以在研究酶的時(shí)候,,就可以利用基因編輯技術(shù),,像編程一樣對(duì)酶進(jìn)行編程。這樣發(fā)現(xiàn)新酶就會(huì)更容易,,而這也是徐婷團(tuán)隊(duì)正在做的事情,。相信他們很快就能找到更合適的酶,讓這種完全無(wú)害的可降級(jí)塑料變得普及開(kāi)來(lái),。
汪詰:看來(lái),,這還真的是一項(xiàng)了不起的科學(xué)新發(fā)現(xiàn),在這里我們也祝賀徐婷團(tuán)隊(duì)的對(duì)人類環(huán)保事業(yè)的又一個(gè)重大貢獻(xiàn),。