科學(xué)家通過(guò)添加受 RNA 啟發(fā)的斷點(diǎn)來(lái)減少塑料污染

一旦塑料產(chǎn)品被使用和丟棄，它們就會(huì)在海洋中徘徊，聚集在大的“垃圾場(chǎng)”中并危害海洋生物。一種潛在的解決方案，一種稱為聚丙交酯 (PLA) 的可生物降解聚合物，迄今為止尚未完全兌現(xiàn)其承諾，在海水中幾乎沒(méi)有分解的跡象。在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上的一項(xiàng)新研究中，研究人員著手通過(guò)將受 RNA 啟發(fā)的斷裂點(diǎn)加入聚合物來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

據(jù)估計(jì)，傳統(tǒng)塑料在海洋中可能需要數(shù)百年的時(shí)間才能分解，但沒(méi)有人真正知道它會(huì)在海洋中持續(xù)多久。一種替代材料 PLA 可以由天然來(lái)源制造，例如玉米和馬鈴薯淀粉。它可以在特定條件下快速降解，例如堆肥時(shí)，通常用于可堆肥的餐具和餐具。然而，對(duì)海水和土壤中 PLA 的研究發(fā)現(xiàn)至少三年后沒(méi)有明顯的降解跡象。研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出幾種制造降解速度更快的 PLA 的方法，但這些方法都有缺點(diǎn)，例如會(huì)改變材料的特性。事實(shí)證明，水可以很容易地分解生物分子 RNA，這要?dú)w功于一種稱為酯交換的過(guò)程。所以，從這個(gè)過(guò)程中汲取靈感，

研究人員通過(guò)加入類(lèi)似于 RNA 中發(fā)現(xiàn)的酯交換位點(diǎn)，在 PLA 合成過(guò)程中為 PLA 添加了斷裂點(diǎn)。他們創(chuàng)造了不同版本的改性 PLA，包含足夠多的這些位點(diǎn)，占聚合物的 3-15%。在實(shí)驗(yàn)中，他們將新型 PLA 薄膜浸入人造海水中，并測(cè)量薄膜重量的變化，以及 PLA 降解產(chǎn)物乳酸的釋放。具有最高斷裂點(diǎn)濃度 15% 的聚合物在兩周后完全分解為乳酸。他們計(jì)算出，濃度較低的聚合物需要更長(zhǎng)的時(shí)間，有些可能需要長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的時(shí)間。這些結(jié)果表明，降解率可以根據(jù)材料中的斷裂點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。據(jù)研究人員稱，潛在的應(yīng)用不僅限于 PLA。他們寫(xiě)道，增加斷裂點(diǎn)可能會(huì)加速其他塑料聚合物的分解，并成為防止進(jìn)一步海洋污染的關(guān)鍵策略。

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