聚乙烯是重要的通用塑料之一，占塑料產(chǎn)品的40%左右，主要用于包裝材料，其重要性不言而喻。近50多年來，以聚乙烯為代表的塑料產(chǎn)品產(chǎn)量以指數(shù)級形式增長，它們的不可降解性也造成了極其嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，發(fā)展高效的生物降解方法對于高分子行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展有著重要的意義。

    聚乙烯全碳鏈的化學(xué)成分是其難以降解的真正原因，用普通的化學(xué)降解方法難以奏效。因此，使用生物降解的方法是一種可行的途徑的。最近，來自英國劍橋大學(xué)生物化學(xué)系的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某種蠟蛾幼蟲（Galleria mellonella）可以以較快的速度降解聚乙烯塑料薄膜，并產(chǎn)生乙二醇降解產(chǎn)物，相關(guān)研究成果發(fā)表在Cell旗下期刊《Current Biology》（影響因子8.9）。

    當(dāng)使用該種蛾幼蟲與聚乙烯塑料袋相接處后，約40分鐘后即可產(chǎn)生肉眼可見的漏洞。經(jīng)定量測試，使用100條幼蟲與商業(yè)化聚乙烯塑料袋接觸12小時后會會消耗約92mg聚乙烯。

    ▲ PE塑料袋與100條Galleria mellonella幼蟲接觸后的外觀

    為了排除在上述現(xiàn)象中昆蟲噬咬本身會破壞塑料袋，研究者將幼蟲蟲體勻漿液涂在塑料袋表面，發(fā)現(xiàn)接觸14小時可消耗13%的聚乙烯，平均降解速度可達(dá)到0.23mg cm-2h-1。該速度明顯高于先前已經(jīng)報道的對于多種塑料產(chǎn)品的生物降解速率。

    研究者使用FTIR對其降解產(chǎn)物進(jìn)行了表征。在與對照組聚乙烯樣品相比，經(jīng)過Galleria mellonella幼蟲勻漿液處理的聚乙烯樣品增加了3350 cm-1處的信號峰，該峰可與乙二醇的特征峰對應(yīng)。

    ▲ 經(jīng)幼蟲勻漿液處理的PE膜以及對照組PE膜紅外譜圖

    此外，對經(jīng)過處理的PE膜表面同樣進(jìn)行了AFM表征。經(jīng)過幼蟲降解后的PE膜表面明顯更加粗糙，從側(cè)面可輔證樣品膜表面的降解。

    ▲ 經(jīng)幼蟲勻漿液處理的PE膜以及對照組PE膜AFM圖

    該類昆蟲可以降解PE膜與其種屬有關(guān)。事實(shí)上，這種昆蟲幼蟲在自然界中以蜂蠟為食，成年蛾蟲將卵即產(chǎn)在蜂巢中，在蛹蟲階段之前，它們的食物就是蜂蠟，而蜂蠟中則包含大量的烷烴、烯烴以及酯類物質(zhì)，蜂蠟化學(xué)成分與PE有一定的相似性。

    比較遺憾的是，該項(xiàng)研究沒有證明到底是與Galleria mellonella幼蟲相關(guān)的微生物還是酶造成了聚乙烯的降解，這也成為了下一步研究的重點(diǎn)。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內(nèi)外最新動態(tài)，我們網(wǎng)站會不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：王元

《中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事

投稿聯(lián)系：編輯部

電話：010-62313558-806

郵箱：fsfhzy666@163.com

中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414