垃圾回收利用发明专利
斯特恩·古斯塔夫·图灵发明塑料袋的初衷是,与纸袋相比,塑料袋不易受潮损坏,可以重复使用,从而减少树木砍伐。然而事与愿违,估计超过一半的塑料袋没有达到“重复使用”的设计初衷,很多塑料袋被随意丢弃在大自然中。根据联合国的统计,现在全世界塑料袋的年产量达到一万亿个。塑料袋造成的白色污染给人类脆弱的环境带来了严峻的挑战。如何解决塑料袋造成的白色污染,一直是科学家们一直在研究的课题。
目前,世界上最常见的塑料材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),广泛应用于服装、瓶装水和食品包装。但是PET在自然条件下分解需要几百年的时间,会对环境造成不可估量的破坏。然而最近,日本的一个研究小组发现了一种新型的爱“吃”宠物的细菌——“大阪阪本”。
“坂本大阪”号是由京都工业大学的小田光平和纤维以及庆应义塾大学的宫本健二领导的研究小组在日本坂井市的一个垃圾收集设施附近收集被PET污染的沉积物样本时意外发现的。
坂本大阪对PET塑料的降解意义重大。在这种细菌之前,尚未发现能降解PET为主要碳源和能源的生物。作为一种回收和生物修复方法,阪本大阪的出现使“宠物生物降解”成为可能。
那么坂本大阪是如何消化宠物的呢?
在这种细菌中有两种酶参与PET的分解。
这样,PET就会回归到最初的单体,细菌会进一步分解它,最终以二氧化碳和水的形式回归到自然界的元素循环中,细菌会从中获取能量以供生存。
虽然细菌分解PET的速度非常慢,但科学家发现,经过一些基因工程改造后,细菌的分解速度可以提高一倍。目前,英国朴茨茅斯大学的国家可再生能源实验室(NREL)正在大阪重新研究这种真菌。研究小组利用同步加速器研究了PET水解酶和MHET水解酶的原子结构。在同步加速器的帮助下,研究小组获得了这两种酶的3D结构以及它们之间的相互作用。随后,研究团队以物理方式将细菌的PET水解酶和MHET水解酶连接起来,使细菌分解PET的效率提高了6倍。
但距离真正投入实际使用还有很长的路要走。现在急需解决的是如何实现量产,以及未来如何应用。相信通过科学家的努力,以及未来基因工程的运用,一定能找到让PET分解更快的方法。
写在最后:
虽然这次发现的微生物和酶确实可以帮助人类解决未来我们面临的塑料污染问题,但人类不应该将其视为最终的解决方案。解决塑料污染最科学的方法应该是减少塑料的使用,科学地协调未来各种材料的使用,保护地球环境,这是我们的首要目标。
本文是郑州市首届少儿科普征文大赛的入选作品。
作者:蒋丹丹
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