含孢子的加强型塑料进入垃圾填埋场后还会吃掉自己

bjylkjyxgs5个月前新闻资讯94
摘要:

塑料污染是我们最紧迫的环境问题之一,科学家们展示了一种创造性的解决方案。在塑料中植入了吃塑料的细菌孢子,当塑料被丢弃到垃圾填埋场时,这些细菌孢子就会被激活,在五个月的时间里,90%的塑料都会被生物降解。更神奇的是,这实际上使塑料在使用过程中变得更加坚韧和牢固。

x6Cwq-yE.png

科学家通过在材料中嵌入食用塑料的微生物孢子,制造出了一种可生物降解的塑料

塑料是一种坚固、用途广泛的材料,但其有用的特性也使其难以处理。众所周知,塑料需要几十年或几百年的时间才能降解,因此大量的塑料垃圾堵塞了垃圾填埋场和海洋。

耐人寻味的是,大自然似乎也在适应,就像它经常做的那样。近年来,科学家们发现了具有分解塑料能力的细菌,分离出了分解塑料的酶,甚至提高了它们的效率。这有可能使塑料回收中心的效率更高,因为塑料正是用酶和细菌处理的。但是,没有进入这些设施的塑料怎么办呢?热塑性聚氨酯(TPU)是一种坚韧的塑料,常用于制造鞋子、体育用品、手机壳和汽车零件等,但目前无法回收。

因此,在新的研究中,研究小组调查了一种处理热塑性聚氨酯的新方法--将吃塑料的枯草芽孢杆菌的孢子直接嵌入塑料本身。在理想情况下,塑料产品可以正常使用,不会过早分解,只有当它们被丢弃到垃圾填埋场或自然环境中时,才会开始生物降解。

首先要克服的问题是,生产塑料所用的高温会杀死大多数细菌孢子。因此,研究人员对微生物进行了基因工程改造,使其能够耐受高温,结果发现,在塑料加工温度为 135 °C(275 °F)的条件下,96%到 100%经过改造的细菌都能存活下来,而未经改造的细菌只有 20%能存活下来。

接下来,他们测试了细菌分解塑料的能力,这一过程是由土壤中的养分和水分引发的。当细菌的浓度达到塑料重量的 1%时,细菌在埋入堆肥的五个月内分解了超过 90% 的塑料。

在实验室测试中,塑料在堆肥中埋藏 5 个月后分解了 90%。 Han Sol Kim

人们很容易认为,让塑料拥有自己的"阿喀琉斯之踵"只会让它在使用过程中变得更脆弱,但事实证明恰恰相反。使用孢子制成的塑料比普通热塑性聚氨酯的韧性高出 37%,拉伸强度高出 30%,研究小组推测孢子起到了强化填充物的作用。

研究人员说,这种技术具有潜在的可扩展性,可以为处理不可回收的热塑性聚氨酯开辟一条新途径,同时使其在使用过程中更加坚韧和牢固。将它与其他一些方法结合起来,我们或许能在解决塑料污染问题上取得一些进展。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

相关文章

地质过程相当活跃 冰岛火山爆发可能持续几十年

地质过程相当活跃 冰岛火山爆发可能持续几十年

摘要:研究人员预测,由于雷克雅未克半岛地下的岩浆系统相互连接,冰岛会经常出现火山爆发。鉴于冰岛在过去三年中的火山活动,来自六所大学的研究人员预计,在未来数年到数十年中,类似的中等规模火山爆发还会再次发...

中国科学家研制出电磁涡流炮 可能会彻底改变无线网络的运作方式

中国科学家研制出电磁涡流炮 可能会彻底改变无线网络的运作方式

摘要:空气和电磁波中的涡环都是令人着迷的结构。最近的研究开发出了发射电磁涡旋环的方法,为通信、传感和数据处理提供了潜在的应用。这项技术可能会彻底改变无线网络,并为数据存储和计量领域的创新铺平道路。...

美国国家航空航天局的DC-8告别平流层 转而向教育角色过渡

美国国家航空航天局的DC-8告别平流层 转而向教育角色过渡

摘要:美国国家航空航天局(NASA)的 DC-8 结束了其 37 年来的最后一次飞行任务,退役后将协助爱达荷州立大学的教育培训工作。在成功执行了 37 年的空中科学任务之后,美国国家航空航天局的 DC...

致幻蘑菇显示出神奇的抗抑郁功效 但还需进一步研究

致幻蘑菇显示出神奇的抗抑郁功效 但还需进一步研究

摘要:《英国医学杂志》(The BMJ)5 月 1 日发表的一项研究表明,与对照组相比,"Magic"蘑菇中的活性成分 - 迷幻蘑菇素能更有效地治疗抑郁症状,为其作为抗抑郁药的潜力...

康奈尔大学研究人员开发了一种利用动力学估算小行星年龄的新方法

康奈尔大学研究人员开发了一种利用动力学估算小行星年龄的新方法

摘要:康奈尔大学的研究人员开发了一种利用动力学估算小行星年龄的新方法,并在小行星"塞拉姆"(Selam)上演示了这种方法。研究小组利用新颖的统计计算方法估计,去年 11 月发现的一...

人类在历史上真的经历过长达35000年的母系社会吗?

人类在历史上真的经历过长达35000年的母系社会吗?

摘要:在我们的教科书中,人类社会在演化过程中,存在一段漫长的母系社会——现在一些文章指出有35000万年,这样的社会以女性为主导,男性没什么话语权。 我直到今天依然还记得,我以前的老师是如何描述母系...