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可清洁自毁的融酶塑料制造工艺

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过去几年,德国弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)的科学家们一直在研究面向未来的新型塑料,并且开始取得了一些激动人心的新进展。通过在塑料中嵌入一种活性酶,这些塑料不仅能够用于外卖包装 / 饮料吸管,还能够被赋予不同的功能 —— 比如分解表面蛋白质或自我降解,以避免造成环境污染。

弗劳恩霍夫展示薄膜 / 颗粒形式的双功能塑料

这项工作是在弗劳恩霍夫应用聚合物研究所进行的,那里的科学家们一直致力于解决围绕酶和塑料的复杂工程问题。

研究难点在于酶难以承受塑料制造过程中的高温,但弗劳恩霍夫团队似乎找到了更好的解决方案。

Ruben R. Rosencrantz 博士解释称,他们在无机载体的帮助下将酶添加到了热塑料熔体中,前者能够保护活性酶免受过大的力和极端温度的影响。

通过使用高度多孔的无机颗粒,活性酶就能够在此过程中嵌合于其中。尽管这限制了酶的流动性,但至少能够让它们保持活性、并且能够承受更高的温度。

具有生物活性的塑料酶的活性测定

此前已有许多科学家为“双功能塑料”搭配过蛋白酶,并且制成了颗粒和薄膜制品。这些酶能够分解其它蛋白质,从而为制造具有自清洁特性的塑料铺平了道路,比如不易堵塞的管道。

科学家们正在探索的另一种特性,就是能够快速降解的塑料,以解决普通塑料需要几个世纪才能在自然环境中被彻底降解的难题。此外弗劳恩霍夫研究团队还畅想了更多可能,比如打造具有防霉表面的材料。

毕竟作为一种并非“一刀切”的方法,他们还可以对无机载体和嵌入流程进行相应的调整,以适应不同的酶,从而催生更环保的材料形式。

团队成员 Thomas Büsse 表示 —— 我们开发出了一种既适用于生物塑料、也适合基于传统石油基塑料(比如聚乙烯)的新工艺。

研究还表明,一旦将之嵌入塑料,就能够保持酶活性的稳定、以及让它承受较以往更高的热负荷等压力,从而让融酶塑料的使用和所有工艺步骤都变得更加轻松。

早些时候,加州大学伯克利分校的科学家们也在一篇文章中介绍过类似的研究。通过在塑料中嵌入酶。并在条件触发时迅速分解材料。

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