陸團隊找到生物降解PU塑料新法效率提升10倍 成果發表國際期刊

中國研究團隊最近成功發現生物降解PU（聚氨酯）塑料的新方法，可以使降解效率提升10倍以上，該項成果已在國際學術期刊《Advanced Science》和《ACS Catalysis》上發表。

PU塑料在人們的日常生活中十分常見，保溫泡沫箱、汽車坐墊中的海綿等均由它製成。相比於生物降解法相對成熟、化學鍵單一的PET塑料，PU塑料的化學鍵更多，生物降解難度更大，已發現的PU解聚酶也更少。

新華社報導，中國科學院天津工業生物技術研究所結構生物學平台實驗室研究團隊「破解」一個PU塑料解聚酶：他們獲得了這種來自大自然的野生型酶的晶體結構，由此揭示出酶能夠高效降解PU塑料的分子機制。

在此基礎上，研究團隊結合進化指導的酶挖掘技術，不僅找到一個新的野生型PU解聚酶，還通過對其進行結構優化和分子改造，開發出了性能顯著提升的雙突變體。這種「人工酶」的部分突變體對聚酯型聚氨酯的降解效率比野生型酶提高近11倍，大幅提升了PU塑料的回收利用率。

生物法是廢棄塑料降解領域技術研究的國際熱點。相比於慣用的「高溫高壓」物理法和「高鹽濃酸」化學法，生物法將酶作為降解工具，利用其能夠加速化學反應的特性，低耗能、低污染地溫和「吃」掉塑料。

除上述優勢外，生物法還能實現塑料降解的多次「循環」。中國科學院天津工業生物技術研究所研究員劉衛東介紹，經過生物酶降解後，廢棄塑料將轉化為組成塑料的各類單體小分子，不僅這些小分子能被直接用於塑料再生，解聚酶在失活前還能繼續用於塑料降解。「這讓廢棄塑料生物降解成為循環經濟的典型案例。」

聯合國環境規劃署數據顯示，目前人類每年生產超4億噸塑料，其中只有不到10%被回收利用。

劉衛東認為，該成果為PU塑料的規模化生物回收提供了更為高效的工具，並對降解後的塑料廢棄物實現循環利用提供了新的解決方案。「下一步我們將推動酶製劑的工業化應用。」