“細菌吃塑料”緩解污染

塑膠是海洋垃圾中最大、最有害和最持久的部分，在所有海洋廢棄物中至少佔八成或以上。一種嵌入微生物的新型技術可幫助減少塑膠對環境破壞。美國研究團隊日前研究發現，嵌入了一種細菌孢子的新型塑料在與土壤接觸後能迅速降解。該細菌孢子在塑料使用期間會保持休眠，但會在塑料廢棄後“甦醒”並幫助降解塑料，被外界形象稱為“細菌吃塑料”的有擴張能力的技術，有望幫助緩解塑料污染問題。

熱塑性聚氨酯(TPU)廣泛用於手機殼、鞋、汽車零部件等產品，但目前這類塑料的回收率較低，大部分最終成為填埋垃圾或是進入自然環境中。開發可生物降解聚氨酯的傳統方法通常會犧牲這種聚合物的機械性能，所以很難實現工業化量產。

來自美國加利福尼亞大學聖迭戈分校等機構的研究人員通過嵌入能降解塑料的枯草芽孢桿菌的孢子，開發出可生物降解的商用塑料聚氨酯。可生物降解熱塑性聚氨酯添加的是枯草芽孢桿菌的孢子，這種細菌具有分解塑膠聚合物材料的能力。細菌孢子是一種休眠形式的細菌，能抵抗惡劣的環境條件。與具有生殖能力的真菌孢子不同，細菌孢子具有保護性蛋白質屏障，使細菌能在缺乏營養時存活下來。

經過基因工程改造，這種細菌能耐受生產塑料所需的極高溫，最後得到的該細菌孢子能在一百三十五攝氏度的塑料加工溫度下幾乎完全存活。嵌入這種孢子的塑料在模擬環境中被廢棄，並暴露在堆肥的特定營養物中，這種狀況可啟動該塑料的快速生物降解。研究人員發現，嵌入上述細菌孢子的塑料聚氨酯能在五個月裡實現百分之九十以上的塑料生物降解，還能讓該塑料的韌性比沒有嵌入這種細菌孢子的熱塑性聚氨酯提高約百分之三十七。孢子還可以作為強化填料，類似於鋼筋加固混凝土。添加細菌孢子造出的熱塑性聚氨酯機械性能更強，抗斷裂且拉伸性更好。

研究人員表示，他們正在努力將生產規模擴大到公斤級。目前的重點是在實驗室進行小規模生產，以驗證可行性。今後將進一步優化工藝以適應工業規模生產，進化細菌以更快地分解塑膠材料，以及探索熱塑性聚氨酯以外的其他類型塑料。

研究人員認為，含枯草芽孢桿菌孢子的這種新型聚氨酯有望取代以往不可回收的熱塑性聚氨酯，成為一種有環保潛力、機械韌性強且能快速降解的選擇。有許多不同種類的商業塑膠最終會進入環境——熱塑性聚氨酯是其中之一，下一步團隊將提升技術製造更多可生物降解材料。

美 子