新型降解塑料诞生，把细菌孢子“预埋”进塑料！

在塑料中嵌入细菌孢子，在塑料使用期间细菌孢子保持休眠，塑料与土壤接触后细菌孢子开始苏醒帮助降解塑料！听起来是一个非常神奇有效的组合，在现实中会有这样的产品吗？

近日，英国《自然·通讯》杂志刊登了一项新研究，美国加州大学圣迭戈分校研究人员开发了一种可生物降解的热塑性聚氨酯（TPU），它充满细菌孢子，当暴露于堆肥中的营养物质时，会在其生命周期结束后逐渐发芽并自身分解。这项研究有助于缓解塑料污染问题，让我们一起看看这项技术里有哪些有意思的发现！

（在堆肥中5个月的不同分解阶段的普通TPU（上）和“活”TPU（下）样本）

热塑性聚氨酯（TPU）

热塑性聚氨酯（TPU）是一种坚韧的塑料，广泛用于手机壳、鞋、汽车零部件等产品，但目前这类塑料的回收率较低，大部分最终成为填埋垃圾或是进入自然环境中。开发可生物降解聚氨酯的传统方法通常会牺牲这种聚合物的机械性能，所以很难实现工业化量产。

细菌孢子：耐高温+提高塑料机械性能

听起来是一个非常有效的“塑料填料”，目前的试验发现，这些改造枯草芽孢杆菌的孢子，在塑料加工极高温（135℃）的环境中几乎完全存活，并且能对塑料增韧37%，抗拉强度提高30%。嵌入这种孢子的塑料在模拟环境中被废弃，并暴露在堆肥的特定营养物中，这种状况可启动该塑料的快速生物降解。

研究人员发现，嵌入上述细菌孢子的塑料聚氨酯能在5个月里实现90%以上的塑料生物降解，还能让该塑料的韧性比没有嵌入这种细菌孢子的热塑性聚氨酯提高约37%。

目前，该细菌孢子可用于可降解生物复合材料TPU。孢子的热激耐受性通过适应性实验室进化（ALE）得到增强。生物复合TPU是通过热熔挤出制备的，其中休眠孢子充当颗粒填料，增强TPU基质的机械性能。在寿命结束测试期间，发芽的细菌细胞促进了TPU的分解。

（通过结合热塑性聚氨酯颗粒（左）和枯草芽孢杆菌孢子（右）设计的可生物降解的“活塑料”。）

下一步，研究人员计划利用扩大这项技术制造可生物降解材料的范围，而不仅仅限于TPU。

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