我们的星球和生活在其上的一切都在所有地球的重压下弯曲。塑料废物我们正在生产。 这些不可生物降解材料使用后丢弃的体积为只增加,所以我们需要新的方法来快速解决这些问题。
一项新的研究展示了一种全新的塑料回收方法的概念验证,其灵感来自大自然自然“回收”有机成分的方式聚合物存在于我们的环境中。
该方法以以下事实为指导:蛋白质有机聚合物不断分解成各个部分并重新组装成不同的蛋白质,而不会损失构建模块的质量。 从本质上讲,当谈到回收塑料(一种合成聚合物)而不使其降解时,我们必须考虑更小的问题。
蛋白质是主要的有机化合物之一,是所有生物的构建模块。 它们是被称为氨基酸的长链分子(或单体),研究人员认为这些分子的分解和重新配置方式表明了回收合成聚合物的潜在策略。
“蛋白质就像一串珍珠,其中每颗珍珠都是一种氨基酸,”材料科学家 Simone Giaveri 说道,来自瑞士洛桑联邦理工学院 (EPFL)。
“每颗珍珠都有不同的颜色,颜色序列决定了珍珠串的结构及其特性。在自然界中,蛋白质链分解成氨基酸,细胞将这些氨基酸重新组合在一起形成新的蛋白质——也就是说,他们创造了具有不同颜色序列的新珍珠串。”
研究人员将他们的方法称为“受自然启发的循环经济回收”,简称 NaCRe。
在实验室测试中,该团队能够将选定的蛋白质分成氨基酸,然后将它们组装成具有不同结构和用途的新蛋白质。 在一个案例中,他们将丝蛋白转化为绿色荧光蛋白,这是一种用于生物医学研究的发光示踪剂。 尽管进行了这种解构和重建,蛋白质的质量仍然保持不变。
(贾维里等人,先进材料,2021)
根据该团队的分析,蛋白质中自然存在的机制也可以应用于塑料,尽管开发和扩大必要的技术需要一些时间。
天然聚合物和合成聚合物之间存在重大差异,但研究人员表示,这种新的回收方法是可行的,并且可以使材料尽可能长时间地使用。
“这将需要一种完全不同的心态,”材料科学家 Francesco Stellacci 说道,来自洛桑联邦理工学院。 “聚合物是珍珠串,但合成聚合物主要由颜色相同的珍珠制成,当颜色不同时,颜色的顺序并不重要。”
“此外,我们没有有效的方法来控制不同颜色珍珠的序列来组装合成聚合物。”
即使是可生物降解的塑料也会产生废渣,在回收过程完成后必须将其储存或掩埋,通常会对土地使用和污染方面的环境产生连锁反应。 新策略可以帮助解决这个问题。
研究人员估计,一个人在 70 年的寿命中平均扔掉约 2 吨塑料——考虑到目前地球上有近 80 亿人,这是一个灾难性的浪费量。
当我们在做的时候一些进展在解决塑料污染问题方面,目前还远远不够。 如果我们要阻止塑料对环境造成进一步损害,就需要在思维和行动上进行根本性转变。我们的世界和我们的健康。
“未来,可持续发展将需要将升级回收推向极致,将许多不同的物体放在一起并回收混合物,每天生产不同的新材料,”斯特拉奇说。 “大自然已经这么做了。”
该研究发表于先进材料。