塑料的发明极大地便当了咱们的日常日子。可是，大规模塑料废物的发生以及不妥的塑料处理方式，使塑料废物（也就是白色污染）成为当下最严峻的环境问题之一。
塑料废物问题之所以难以解决，主要是石油基塑料在天然界中需求上百年才干降解，这给土壤和环境造成了污染。要想从源头解决“白色污染”，应该用可降解塑料，如用聚乳酸（PLA）代替石油基塑料。
为了加速可降解塑料的降解速度，我国科学家发明了一种“活”塑料，经过对微生物进行基因修改，使其发生具有耐受极点环境才干的芽孢，在特定条件下分泌塑料降解酶，并经过塑料加工办法将芽孢包埋在塑料基质中。
在日常环境中，芽孢坚持休眠状态，塑料坚持稳定的运用性能，只要在特定条件下（如外表腐蚀、堆肥），塑猜中的芽孢才会被激活并发动降解程序，完成塑料的彻底降解。
经过改造芽孢编程可以降解“活”塑料。图片来历：参考文献[1]
不行降解塑料
塑料是一种人工组成的高分子资料，它的前史可追溯到19世纪末。到了20世纪中期，跟着石油化工工业的开展，塑料的生产成本大幅降低，塑料的运用范围也进一步扩展，成为现代社会不行或缺的一部分。但是，塑料的广泛运用也带来了很多环境问题，随处可见的“白色污染”现已严重威胁到地球和人类的生计与开展。
石油基塑料需长达几百年才干降解，相较人类的时刻跨度来说，基本可以界说为“不行降解塑料”。
为什么塑料降解如此困难？因为塑料是最近一百多年才出现的高分子聚合物。一百年的时刻对人类来说可可以长，但对大自但是言就是弹指一瞬，在这么短的时刻内，还不满足进化出能快速降解这些塑料的微生物。
据统计，传统的石油基塑料，例如聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），降解时刻都在百年以上。
各种塑料降解需求的时刻。图片来历：参考文献[2]
可降解塑料
跟着塑料废物问题日益严重，人类也意识到解决“白色污染”的紧迫性，开始寻觅石油基塑料的代替品。我国出台了从“限塑令”到“禁塑令”的许多方针，约束运用不行降解塑料，在这样的背景下，可降解塑料遭到越来越多的关注。
有一类生物来历的高分子聚合物，天然界中存在可以快速降解它们的微生物和酶，可以在不到一年的时刻内天然降解这些聚合物，它们被称为“可降解塑料”，如聚乳酸（PLA）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）、聚羟基脂肪酸（PHA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚碳酸酯（PCL）等。
目前，运用可降解塑料代替石油基塑料，现已成为国内外的开展趋势，例如超市有偿供给的可降解塑料袋、餐饮行业的可降解塑料吸管，以及医院做手术用的可降解手术缝线（不需求拆线）等。
可降解塑料袋。图片来历：图虫构思
芽孢：提高降解速度
要想提高可降解塑料的降解速度，就要增加降解酶的数量。将降解酶放到塑猜中，在塑料被抛弃的时候主动释放出降解酶，提高降解速度。不过，怎么把降解酶保存到塑猜中，并保证平常运用时不降解，抛弃时才发动降解呢？科研工作者们想到了细菌的一个特别结构——芽孢。
天然界经过亿万年的演化，使诸多微生物进化出了抵抗恶劣环境条件的才干。当不再合适生物生计和繁殖的极点环境到来时，细菌就会改变成芽孢的形式，这种改变可以让细菌取得超强的抵挡才干。芽孢可以忍耐极点的枯燥、温度和压力，而这些极点环境刚好存在于塑料加工的环境中。
因此，中国科学院深圳先进技能研讨院戴卓君团队提出，经过组成生物学办法改造枯草芽孢杆菌，将可控分泌塑料降解酶（洋葱霍尔德菌脂肪酶，Lipase BC）的基因线路导入枯草芽孢杆菌，并在二价锰离子的环境中，迫使枯草芽孢杆菌“休眠”，构成芽孢形状。
发生的芽孢相同带有修改的基因线路，并且相比于细菌还具有了针对高温、高压、有机溶剂和枯燥的耐受性。研讨团队经过将基因工程改造的芽孢溶液与聚碳酸酯（PCL）塑料母粒直接混合，经过高温熔融挤出或许有机溶剂办法制备了一系列含有芽孢的塑料。
在物理性能方面的各项测试中，“活”塑料与一般塑料（PCL）在屈服强度、应力极限、最大形变量和熔点等参数上均没有显著差异。在不需求任何其他外源制剂的加入下，土壤环境中，“活”塑料可以在25天-30天内被彻底降解，而传统可降解塑料（PCL）则需求55天左右才干被降解至肉眼不行见。
为了验证系统的普适性，研讨人员持续尝试了其他的塑料体系，将芽孢与聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸（PHA）以及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等聚合资料进行混合加工，制备了相应的“活”塑料。
“活”塑料在土壤中的降解过程 a.“活”塑料在土壤中30天即可彻底降解；b.一般的PCL塑料在土壤中55天彻底降解。图片来历：参考文献[1]
研讨人员还将“活”塑料置于常见的碳酸饮料环境中浸泡2个月，在没有外界作用的情况下，“活”塑料可以坚持稳定的外形，阐明活体塑料可以像传统塑料一样正常运用，只要在它们被破坏或被抛弃时，才会发动降解程序。这项研讨为新型可生物降解塑料的开发供给了新的视角和办法，有望助力解决当下的塑料污染困境。
结语
“活”塑料的发明为解决塑料废物（白色污染）这一全球性难题供给了新的思路和解决方案。经过生物工程技能，科学家们成功地将微生物的天然进化优势与现代资料科学相结合，创造出一种可以在特定条件下自主降解的塑料。这一立异成果不只在理论上展示了可持续开展的可能性，也在实践中为削减塑料废物的环境影响带来了切实的希望。
但是，“活”塑料的推广和运用仍需克服诸多挑战，包括生产成本、技能成熟度以及大规模运用的社会接受度等问题。只要在科技进步与方针引导的双重推动下，这一新型资料才干真正走向市场，成为应对“白色污染”的利器。注塑机回收
未来，咱们等待更多这方面的科技立异，从源头上削减塑料污染，完成人与天然调和共生。让咱们共同努力，为维护地球环境贡献力量。
