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用鲑鱼精子制造的塑料替换品来了,可以被水接纳

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我们或多或少地了解塑料带来的危害,它们绝大多数由石化产品制成,一次性使用,很少被回收,要么需要几个世纪分解,要么被焚烧或送往垃圾填埋场。

▲ 图片来自:Pixabay

科学家们已经进行了大量研究,寻找对自然环境破坏较小的塑料替代品。一个来自天津大学的科学家团队盯上了一种看起来不太可能的原料——鲑鱼精子。相关论文于 11 月 14 日发布在《美国化学会志》。

该研究团队将来自鲑鱼精子的 DNA 链溶解在水中,并与生物质衍生的离聚物混合,形成一种柔软、可延展的材料「水凝胶」(hydrogel),它可以被制成不同的三维形状,经过冷冻干燥后就会固化,最终产品是一种类似于塑料的材料,被团队称为「DNA 塑料」。

研究人员已经用这种环保材料制作了一个杯子、一副拼图和一个 DNA 模型。

尽管这次是从鲑鱼精子中获取了原材料,但携带着地球上所有生物遗传密码的 DNA 才是真正的来源。

2015 年的一项研究估计,地球上约有 500 亿吨 DNA。在理论上,我们可以通过类似的方式,使用其他可持续来源制造「DNA 塑料」,例如来自农作物、藻类或细菌的废料,而不仅仅是鲑鱼精子。

更重要的问题是,「DNA 塑料」会比其他替代品更好吗?

▲ 图片来自:ACS

研究团队指出,它比所有现有类型的塑料都更具环境可持续性,这种可持续性涉及生产、使用和报废的方方面面。

在生产过程中,原材料来源于生物可再生资源;水处理策略环保,不涉及高能耗,不使用有机溶剂,不产生副产物;与聚苯乙烯塑料相比,「DNA 塑料」在生产过程中的碳排放量减少了 97%。

「DNA 塑料」的回收也更为容易,将它所制成的物品浸入水中,会再次得到水凝胶,可重新制成新物品,延长使用寿命。

如果不再需要,它可以被 DNA 消化酶分解;而其他环保塑料,比如由玉米淀粉和藻类等材料制造的可生物降解塑料,需要大量能量来制造并且难以回收。

但从另一方面看,新材料也存在着局限性——它可以被水轻易回收,意味着它需要保持干燥。如果添加防水涂料,会使回收变得更困难,反而违背了初衷。所以,它适合电子产品和某些形式的包装。

此外,研究团队指出,「DNA 塑料」的大规模生产仍然具有挑战性,但并非不可能。他们在论文中表示:「这项工作提供了一种将生物基水凝胶转化为生物塑料的解决方案,并展示了 DNA 塑料的闭环回收,这将推动可持续材料的发展。」

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