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塑料回收技术登上Nature封面,这种突破才是该有的科技!

 wenger_sh 2020-05-22

导读:目前全球面临的环境问题有全球变暖,水体污染,空气污染,森林锐减等等,其中导致水体污染和空气污染,很大一部分是由我们每天生产的塑料垃圾导致的。塑料的产生已经给生物带来了很多灾难性的后果,许多物种因塑料的不可降解而逐渐锐减,甚至灭绝。塑料污染,已经成为关乎全人类和地球生物生存的关键问题。目前的估计表明,全世界每年生产的3.59亿吨塑料中,有1.5-2亿吨积聚在垃圾填埋场或自然环境中。对生物的具体危害从下图可见微知著。因此,迫切需要开发出可降解塑料的技术。


塑料回用,迫在眉睫!

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是世界上最丰富的聚酯塑料,全球每年生产约7000万吨用于纺织和包装。PET的主要回收过程,是通过热机械手段,但这会导致机械性能的损失,性能降低可用性就不强了。所以导致的结果是,工业更希望重新合成PET,而不是回收,从而使得PET废料继续积聚,形成恶性循环。

PET是一种极难水解的聚酯,因为其芳香对苯二甲酸酯单元的比例很高,降低了链的流动性。之前一些PET水解酶已被报道,但表现出有限的生产力,所以,想要PET能被水解,还需要一些功夫。

塑料回收技术登上Nature封面,这种突破才是该有的科技!

PET结构式(图自化源网)

新突破

2020年4月9日,法国图卢兹大学A. Marty、S. Duquesne和I. André等人描述了一种改进的PET水解酶(改进了一种名为leaf-branch compost cutinase (LCC)的角质酶),该酶在10个小时内最终实现了至少90%的PET解聚为单体,生产率为每升每小时16.7克对苯二甲酸酯(200克/千克PET悬浮液,酶浓度为3毫克/克PET),优化的酶的性能优于迄今为止报道的所有PET水解酶。 Nature 580, 216–219 (2020)

重要的是,研究人员还表明可以通过酶解聚的PET废料来生产生物回收PET瓶子,其性能与石油化学合成的PET相当,因此可以重复使用以制造瓶子,从而有助于实现循环PET经济的概念。研究成果在线发表于最新一期Nature杂志,并被选为封面文章。同一天,Science官网发表专栏文章,对此技术进行点评。

塑料回收技术登上Nature封面,这种突破才是该有的科技!

图丨Nature

由于全球迫切需要解决塑料处理问题,并且许多政府,国家和国际机构以及制造商致力于实现可持续发展目标以及循环经济的理念,因此本文所述的PET废料的酶处理可能有助于实现这些目标。

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