微塑料是塑料产品中几乎坚不可摧的微小碎片，从海洋到人体无处不在，对环境和健康构成严重威胁。加州大学圣地亚哥分校和Algenesis的突破性研究表明，藻类聚合物可以在7个月内在微塑料水平上生物降解，为石油基塑料提供了一种有希望的替代品。

一项新的研究表明，植物Sed聚合物可以在7个月内降解n期。

微塑料是从日常塑料产品中脱落的微小的、几乎坚不可摧的碎片。随着我们对微塑料的了解越来越多，这个消息越来越糟。在我们的海洋和土壤中已经有了充分的记录，现在我们在最不可能的地方发现了它们:我们的动脉、肺，甚至胎盘。微塑料需要100到1000年的时间才能分解，与此同时，我们的星球和身体每天都被这些材料污染得越来越严重。

寻找传统石油基塑料和微塑料的可行替代品从未像现在这样重要。加州大学圣地亚哥分校和材料科学公司Algenesis的科学家们的一项新研究表明，他们的植物基聚合物在七个月内就可以生物降解——即使是在微塑料水平上。这篇论文的作者都是加州大学圣地亚哥分校的教授、校友或前研究科学家，发表在《科学报告》杂志上。

“我们才刚刚开始了解微塑料的影响。我们只了解了环境和健康影响的表面，”该论文的作者之一、Algenesis的联合创始人、化学和生物化学教授迈克尔·伯卡特(Michael Burkart)说。“我们正在努力寻找现有材料的替代品，并确保这些替代品在使用寿命结束时能够生物降解，而不是在环境中收集。这并不容易。”

“大约六年前，当我们第一次创造出这些基于藻类的聚合物时，我们的目的一直是让它完全可生物降解，”该论文的另一位作者罗伯特·波默罗伊(Robert Pomeroy)说，他也是化学和生物化学教授，也是Algenesis的联合创始人。“我们有大量数据表明，我们的材料正在消失在堆肥中，但这是我们第一次在微粒水平上进行测量。”

对它进行测试

为了测试其生物降解性，研究小组将他们的产品磨成细小的微粒，并使用三种不同的测量工具来确认，当放入堆肥中时，这种材料正在被微生物消化。

第一个工具是呼吸计。当微生物分解堆肥材料时，它们会释放出二氧化碳(CO2)，这是呼吸计测量的。这些结果与纤维素的分解进行了比较，纤维素被认为是100%生物降解性的工业标准。这种植物基聚合物与纤维素几乎100%匹配。

石油基(EVA)和植物基(TPU-FC1)微塑料的颗粒计数表明，随着时间的推移，EVA几乎没有生物降解，而tpu大部分在第200天消失。来源:Algenesis Corporation

接下来，研究小组使用了水浮法。由于塑料不溶于水，它们会漂浮，所以很容易从水面上捞起。在90天和200天的间隔中，几乎100%的石油基微塑料被回收，这意味着它们都没有被生物降解。另一方面，90天后，只有32%的藻类微塑料被回收，这表明超过三分之二的微塑料已经被生物降解。200天后，只有3%的人被发现，这表明97%的人消失了。

最后一项测量是通过气相色谱/质谱(GCMS)进行化学分析，检测到用于制造塑料的单体的存在，表明聚合物被分解成其起始植物材料。扫描电子显微镜进一步显示了微生物在堆肥过程中如何在可生物降解的微塑料中定居。

论文合著者、生物科学学院教授、Algenesis公司联合创始人斯蒂芬·梅菲尔德说:“这种材料是第一种被证明在我们使用时不会产生微塑料的塑料。”“这不仅仅是为产品最终生命周期和拥挤的垃圾填埋场提供可持续的解决方案。这实际上是不会让我们生病的塑料。”

创造一种以石油为基础的塑料的环保替代品只是实现可行性的漫长道路的一部分。目前面临的挑战是，如何将这种新材料应用到现有的制造设备上，而这些设备最初是为传统塑料制造的。在这方面，Algenesis正在取得进展。他们已经与几家公司合作，使用加州大学圣地亚哥分校开发的植物基聚合物生产产品，包括用于涂层织物的Trelleborg和用于生产手机壳的RhinoShield。

“当我们开始这项工作时，我们被告知这是不可能的，”Burkart说。“现在我们看到了一个不同的现实。还有很多工作要做，但我们想给人们带来希望。这是可能的。”

参考文献:Marco N. Allemann, Marissa Tessman, Jaysen Reindel, Gordon B. Scofield, Payton Evans, Robert S. Pomeroy, Michael D. Burkart, Stephen P. Mayfield和Ryan Simkovsky的“生物基热塑性聚氨酯产生的微塑料的快速生物降解”，2024年3月12日，科学报告。DOI: 10.1038 / s41598 - 024 - 56492 - 6

本研究由能源部资助(DE-SC0019986和DE-EE0009295)。

披露:Burkart, Mayfield和Pomeroy是Algenesis公司的联合创始人，并持有股份。