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加速塑膠自行分解 中山大學奪國際發明獎

中山大學環境工程研究所副教授張耿崚帶領團隊研發生物塑膠的創新製備方法,於2023日本JDIE真夏設計創意暨發明展中摘金。(中山大學提供)
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【大紀元2024年01月09日訊】(大紀元記者袁世鋼台灣台北報導)生物塑膠PLA雖比一般塑膠有較好的生物可分解性,但仍需在特定溫度等條件下才能發揮。對此,中山大學副教授張耿崚的團隊研發出創新的PLA製備方法,使其在一般環境中也可加速生物自行分解;研究成果於2023日本JDIE真夏設計創意暨發明展中摘金,並奪下羅馬尼亞特別獎。

相較於傳統化石原料生產的塑膠製品,PLA擁有更佳的物理、化學及機械特性,並兼具生物相容性與生物可分解性等優勢,成為目前最有發展潛力的生物可分解塑膠之一。但中山大學環境工程研究所副教授張耿崚表示,PLA必須在攝氏58度、足夠的工業堆肥菌群等特定條件下,才能發揮其生物可分解特性,若在常溫環境中則如同傳統塑膠不易分解。

為改善此問題,張耿崚的研究團隊聚焦在系統化控制及加速生物塑膠的分解速度,提出一套創新PLA的製備方法,將酵素(Lipase,
Lactobacillus
plantarum)均勻分佈在PLA結構中,打破目前須在特定條件下才能完全被微生物分解的侷限,使其在一般環境中就可加速生物自行分解,提升生物塑膠應用推展的可能性。

張耿崚說明,研究團隊首先使用特殊溶劑與酵素溶液在室溫下攪拌2小時,製作出包埋酵素的PLA薄膜,再將薄膜置於60℃和每分鐘100轉速(100rpm)的培養箱中進行反應。結果顯示,含有酵素的PLA薄膜在濃度0.1%與1.0%的酵素溶液中,分解效率較在反應溶液中額外添加酵素更好;在濃度5.0%酵素溶液中,其分解效果在21天後可達到74%。

「含有酵素的PLA薄膜在反應21天後,仍能保持其分解能力,證明以酵素結合生物塑膠具有更多生物自行分解應用的潛在可能性。」張耿崚強調,PLA結合酵素有助於減少製造石化聚合物所排放的溫室氣體,提供廢棄物管理和環境保護的新方法;希望未來能以綠色化學研究拓展生物可分解塑膠的應用層面與範圍,降低對地球環境的危害。◇

責任編輯:陳真

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