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科学家提出回收塑料的新方法

[ 来源:cnBeta.COM | 作者:cnBeta.COM | 优游时间:2021-09-27 | 优游:183次 ]

据外媒报道,一些研究预计,每个人每年平均使用30千克的塑料。鉴于目前全球人均预期寿命约为70岁,每个人在其一生中会丢弃约两吨的塑料。将这个数字乘以地球上的人口数量,其总量是惊人的。有鉴于此,EPFL工程学院的全职教授兼超分子纳米材料和界面实验室负责人Francesco Stellacci开始优游是否有办法解决废旧塑料的问题并更有效地进行回收。

Stellacci与EPFL生物工程研究所的Sebastian J. Maerkl教授建立了合作关系,他们决定共同指导一名博士生Simone Giaveri的工作,该团队在科学研究的基础上,在《先进材料》上发表了其结论。

在审查了现有的塑料回收选项后,工程师们决定想出一个全新的方法。“当我们使用可生物降解的塑料时,降解过程中留下的残留物必须被储存或掩埋。”Stellacci说:“为此分配的土地越多,意味着可用于耕作的土地越少,而且还要考虑到环境后果,因为生物降解产品优游会改变该地区的生态系统。”那么,我们如何优游拿出一个全面的解决方案来解决塑料的回收问题呢?部分答案很可能来自大自然本身。

蛋白质是构成我们世界的主要有机化合物之一。像DNA一样,它们构成了聚合物家族的一部分;蛋白质是由分子或单体组成的长链。“蛋白质就像一串珍珠,每颗珍珠都是一个氨基酸。每颗珍珠都有不同的颜色,颜色序列决定了字符串的结构,从而决定了其属性。”Giaveri说:“在自然界中,蛋白质链会分解成氨基酸成分,细胞会将这些氨基酸重新组合起来形成新的蛋白质,也就是说它们会优游出具有不同颜色序列的新珍珠串。”

在实验室里,Giaveri最初试图在生物体外复制这种自然循环。"我们选择了蛋白质并把它们分成了氨基酸。然后我们将氨基酸放入一个无细胞的生物系统中,该系统将氨基酸重新组装成具有完全不同结构和应用的新蛋白质,"他解释说。例如,Giaveri和Stellacci成功地将丝绸转化为一种用于生物医学技术的蛋白质。"重要的是,当你以这种方式分解和组装蛋白质时,产生的蛋白质的质量与新合成的蛋白质的质量完全相同。事实上,你正在优游新的东西,"Stellacci说。

那么,蛋白质组装和塑料回收之间有什么联系?因为这两种化合物都是聚合物,自然发生在蛋白质中的机制也可以应用于塑料。虽然这种比喻听起来很有优游,但Stellacci警告说,开发这种方法不会在一夜之间发生。“这将需要一种完全不同的思维方式。聚合物是一串珍珠,但合成聚合物大多是由颜色都相同的珍珠组成的,当颜色不同时,颜色的顺序很少有关系。此外,我们没有有效的方法用不同颜色的珍珠来组装合成聚合物,以优游它们的顺序。”然而,他还指出,这种新的塑料回收方法似乎是唯一一个真正坚持循环经济假设的方法。“在未来,可持续发展将需要把升级循环推到极致,把很多不同的物体扔在一起,然后回收这些混合物,每天生产不同的新材料。大自然已经这样做了,”他总结道。