聚乙烯具有許多優(yōu)點，但生物降解性不是其中之一。一組研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種塑料，它具有與聚乙烯相似的熱塑性，但也是可生物降解的。所討論的材料是一種半結(jié)晶聚酯，使用溫和的化學(xué)或生物過程完全分解為其起始材料，正如該團隊在發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition雜志上的研究中解釋的那樣。
高密度聚乙烯（HDPE）是一種特別堅固耐用的材料。它的熱塑性歸功于其分子鏈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分子鏈以晶體方式排列，由于范德華力而增加了吸引力。分子鏈也是純碳?xì)浠衔铩＝Y(jié)晶度和碳?xì)浠衔锖康慕Y(jié)合意味著可能能夠降解塑料的微生物無法進入鏈條來分解它們。
德國康斯坦茨大學(xué)的Stefan Mecking及其同事的研究小組現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種聚酯，其結(jié)晶度與HDPE相似，并且還保留了其有益的機械性能。與聚乙烯不同，聚酯還含有理論上可以通過化學(xué)或酶降解的官能團。然而，在正常情況下，聚酯的結(jié)晶性越強（即與HDPE越相似），它就越不容易被生物降解。
因此，該團隊對他們的結(jié)晶聚酯在暴露于酶時降解的速度感到驚訝是可以理解的。“我們用天然存在的酶測試了降解，它比我們的參考材料快一個數(shù)量級，”Mecking解釋說。降解材料的不僅僅是酶溶液：土壤微生物也能夠完全堆肥聚酯。
但是，是什么讓這種聚酯如此具有非凡的生物降解性呢？該團隊能夠確定乙二醇的重要貢獻，乙二醇是聚酯的組成部分之一。Mecking補充說：“這種構(gòu)建塊實際上在聚酯中非常常見。它給你一個高熔點，但它也增加了這些聚乙烯類材料的降解性。
由于其良好的化學(xué)和生物降解性，以及其機械性能，這種新型聚酯可以作為可回收的熱塑性材料應(yīng)用，對環(huán)境的影響最小。Mecking補充說，最終目標(biāo)是閉環(huán)化學(xué)回收，將塑料分解成原材料并生產(chǎn)新的塑料。該團隊塑料的另一個好處是，如果任何材料進入環(huán)境，盡管有這個閉環(huán)，它們可以生物降解并且不會留下持久的影響。
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