科学家利用细菌制造可再生、无限循环的塑料

科学家利用细菌制造可再生、无限循环的塑料科学家们成功地利用微生物生产出了可回收塑料的成分，为有限的、污染环境的石化产品提供了一种环境友好型替代品。由于大多数塑料无法回收利用，而且许多塑料都是使用有限的、对环境有害的石化产品制造的，因此塑料垃圾带来了巨大的挑战。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374329.htm

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”

美科学家推出改造细菌：吃塑料吐“蜘蛛丝”改造过的细菌可将聚乙烯作为食物来源，在最新研究中，研究人员对这种细菌进行了改造，使其能将聚乙烯转化为丝蛋白，且其制造丝蛋白的效率和产量能与传统用于制造丝蛋白的细菌菌株相媲美。不过，细菌并不能直接发酵聚乙烯，需要对塑料进行“简化”，研究团队在压力下加热塑料，使其解聚，得到了一种柔软、蜡质的物质。然后在烧瓶底部涂上一层塑料蜡，作为细菌的营养来源，改造后的细菌就能吃进这种塑料，吐出“蜘蛛丝”。研究人员表示，蜘蛛丝是大自然的凯夫拉纤维，强度几乎和钢一样，但密度是钢的6倍，所以它非常轻。作为一种生物塑料，它具有柔韧、无毒、可生物降解等特性，是避免持续塑料污染的绝佳材料。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1414831.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1414831.htm

科学家将苍蝇变为可生物降解的塑料

科学家将苍蝇变为可生物降解的塑料研究人员在美国化学学会（ACS）秋季会议上展示了他们的研究成果。美国化学学会2023年秋季会议是一个混合会议，将于8月13-17日以虚拟和现场方式举行，大约有12000个关于各种科学主题的报告。"20年来，我的研究小组一直在开发将天然产品（例如从甘蔗或树木中获取的葡萄糖）转化为可降解、可消化且不会在环境中持久存在的聚合物的方法，"该项目的首席研究员KarenWooley博士说。"但是，这些天然产品是从同时用于食品、燃料、建筑和运输的资源中提取的。"于是，Wooley开始寻找没有这些竞争性用途的替代资源。她的同事杰弗里-汤姆柏林（JefferyTomberlin）博士建议她可以使用养殖黑兵蝇留下的废品，这是他一直在帮助发展的一个不断扩大的产业。这种苍蝇的幼虫含有多种蛋白质和其他营养成分，因此越来越多的人开始饲养这种未成熟的昆虫，作为动物饲料和消耗废物。然而，成虫在繁殖期结束后寿命很短，随后就会被丢弃。在汤姆柏林的建议下，这些成虫的尸体成了伍利团队新的起始材料。德克萨斯农工大学伍利实验室的研究生卡西迪-蒂贝茨（CassidyTibbetts）说："我们正在把一些垃圾变成有用的东西。"当蒂贝茨检查死苍蝇时，她确定甲壳素是其中的主要成分。这种无毒、可生物降解的糖基聚合物可以强化昆虫和甲壳类动物的外壳或外骨骼。制造商已经从虾壳和蟹壳中提取甲壳素用于各种用途，Tibbetts一直在使用乙醇漂洗、酸性脱盐、碱性脱蛋白和漂白脱色等类似技术，从昆虫尸体中提取和提纯甲壳素。她说，她从苍蝇身上获取的甲壳素粉可能更纯净，因为它没有传统产品的淡黄色和结块质地。她还指出，从苍蝇身上获取甲壳素可以避免对某些海鲜过敏的担忧。其他一些研究人员从苍蝇幼虫中分离出几丁质或蛋白质，但Wooley说，据她所知，她的团队是第一个使用废弃成蝇中的几丁质的团队。在蒂贝茨继续改进提取技术的同时，伍利实验室的另一名研究生郭宏明一直在将纯化的苍蝇甲壳素转化为一种类似的聚合物，即壳聚糖。他的方法是剥离甲壳素的乙酰基。这就暴露出了具有化学反应活性的氨基，这些氨基可以被官能化，然后交联。这些步骤将壳聚糖转化为有用的生物塑料，如超吸水性水凝胶，这是一种能吸水的三维聚合物网络。这种水凝胶能在一分钟内吸收47倍于其重量的水。Wooley说，这种产品有可能用于农田土壤，以吸收洪水，然后在随后的干旱期间缓慢释放水分。她解释说："在得克萨斯州，我们经常不是遭遇洪水就是遭遇干旱，所以我一直在想如何制造一种超吸水性水凝胶来解决这个问题。她说，由于这种水凝胶是可生物降解的，它应该会逐渐释放出其分子成分，作为农作物的养分。"今年夏天，研究小组将启动一个项目，将甲壳素分解成单体葡糖胺。然后，这些小糖分子将被用来制造生物塑料，如聚碳酸酯或聚氨酯，这些塑料传统上是用石油化工产品制造的。黑兵蝇还含有许多其他有用的化合物，该研究小组计划将其用作起始材料，包括蛋白质、DNA、脂肪酸、脂类和维生素。用这些化学构件制成的产品在丢弃时可以降解或消化，因此不会造成目前的塑料污染问题。Wooley对这一过程的愿景是使其符合可持续发展的循环经济理念。她说："最终，我们希望昆虫以废塑料为食物来源，然后我们再收获它们，收集它们的成分来制造新的塑料。因此，昆虫不仅是塑料的来源，而且还会食用废弃塑料"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377473.htm

科学家通过人工光合作用利用阳光制造出可生物降解的塑料

科学家通过人工光合作用利用阳光制造出可生物降解的塑料利用太阳光为光氧化系统提供动力，丙酮酸和CO¬2被苹果酸脱氢酶和富马酸酶转化为富马酸由人工光合作用研究中心的YutakaAmao教授和大阪市立大学研究生院的研究生MikaTakeuchi领导的研究小组，已经成功地从二氧化碳中合成富马酸，这是一种塑料原料，这也是首次由阳光驱动来生成的材料。他们的研究结果发表在《可持续能源与燃料》上。富马酸通常是从石油中合成的，用作制造可生物降解塑料（如聚丁二酸）的原料，但这一发现表明，富马酸可以利用可再生的太阳能从二氧化碳和生物质衍生化合物中合成。"为了实现人工光合作用的实际应用，这项研究成功地使用了可见光-可再生能源-作为动力源，"Amao教授解释说。"在未来，我们的目标是收集气态二氧化碳，并通过人工光合作用直接合成富马酸"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343733.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343733.htm

科学家设计出能将旧PLA塑料转化为更好3D打印树脂的新工艺

科学家设计出能将旧PLA塑料转化为更好3D打印树脂的新工艺尽管以植物为基础的聚乳酸(PLA)生物塑料因其生物可降解性而受到赞誉，但如果条件不合适，那么它可能需要相当长的时间来降解。考虑到这一事实，华盛顿州立大学的科学家已经设计出一种将其升级为3D打印树脂的方法。该研究的论文共同通讯作者、博士后研究员Yu-ChungChang指出：“（聚乳酸）是可生物降解和可堆肥的，但一旦你研究它就会发现它在垃圾填埋场的分解时间可能长达100年。在现实中，它仍会产生大量的污染。我们想确保当我们真的开始生产百万吨规模的聚乳酸时，我们将知道如何处理它。”为此，Chang和他的同事们开发了一种工艺，其中一种被称为氨基乙醇的廉价化学品被用来分解构成聚乳酸的长链分子。这些链被分解成简单的单体，而这是塑料的基本构成部分。这个过程大概需要两天时间并且可以在温和的温度下进行。接下来，单体被重新组合以形成光固化树脂，这类似于已经在一些3D打印机中使用的那些。事实上，当用于测试对象的3D打印时，发现聚乳酸衍生的树脂表现出的机械和热质量等同于或优于现有商业树脂的质量。“我们找到了一种方法可以立即将其转化为更强更好的东西，我们希望这将激励人们回收这些东西，而不是直接将其扔掉。我们直接从垃圾中制造出更强的材料。我们相信这可能是一个伟大的机会，”Chang说道。科学家们现在希望将这种技术应用于另一种常用的塑料即聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310997.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310997.htm

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料

科学家发明一种强度更高、可回收的塑料新的可生物降解聚酯由于其出色的化学和生物降解能力以及令人印象深刻的机械性能，有可能被用作一种可持续的、环境友好的热塑性材料，可以很容易地被回收。常见的高密度聚乙烯（HDPE）是一种特别坚固和耐用的材料。它的热塑性能归功于其分子链的内部结构，这些分子链以结晶方式排列，由于范德华力而产生了额外的吸引力。这些分子链也是纯碳氢化合物。结晶性和碳氢化合物含量的结合意味着有能力降解塑料的微生物无法进入分子链将其分解。德国康斯坦茨大学的StefanMecking及其同事的研究小组现在已经开发出一种聚酯，它的结晶度与高密度聚乙烯相似，而且还保留了其有益的机械性能。与聚乙烯不同，聚酯还含有理论上可以被化学或酶降解的功能团。然而，在正常情况下，聚酯的结晶度越高（即与高密度聚乙烯越相似），它就越不容易被生物降解。该团队对他们发明的结晶聚酯在接触到酶时的降解速度感到惊讶。Mecking解释说："我们用自然环境中存在的酶测试了降解，它比我们的参考材料快一个数量级。不仅仅是酶溶液降解了该材料：土壤微生物也能够完全堆肥该聚酯。"但究竟是什么让这种聚酯纤维具有如此特殊的生物降解性呢？研究小组能够确定乙二醇的重大贡献，乙二醇是聚酯的组成成分之一。Mecking补充说。"这种构件实际上在聚酯中非常常见。它提供了高熔点，但它也增加了这些类似聚乙烯材料的降解性"。由于其良好的化学和生物降解性，再加上其机械性能，这种新的聚酯可以作为一种可回收的热塑性材料找到应用，对环境的影响最小。Mecking补充说，最终目标是进行闭环化学回收，将塑料分解成原材料并生产新塑料。该团队设计的这种塑料的额外好处是，如果有任何材料在这个闭环中进入环境，它们可以进行生物降解，不会留下持久的影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345227.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345227.htm