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加速塑胶自行分解 中山大学夺国际发明奖

中山大学环境工程研究所副教授张耿崚带领团队研发生物塑胶的创新制备方法,于2023日本JDIE真夏设计创意暨发明展中摘金。(中山大学提供)
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【大纪元2024年01月09日讯】(大纪元记者袁世钢台湾台北报导)生物塑胶PLA虽比一般塑胶有较好的生物可分解性,但仍需在特定温度等条件下才能发挥。对此,中山大学副教授张耿崚的团队研发出创新的PLA制备方法,使其在一般环境中也可加速生物自行分解;研究成果于2023日本JDIE真夏设计创意暨发明展中摘金,并夺下罗马尼亚特别奖。

相较于传统化石原料生产的塑胶制品,PLA拥有更佳的物理、化学及机械特性,并兼具生物相容性与生物可分解性等优势,成为目前最有发展潜力的生物可分解塑胶之一。但中山大学环境工程研究所副教授张耿崚表示,PLA必须在摄氏58度、足够的工业堆肥菌群等特定条件下,才能发挥其生物可分解特性,若在常温环境中则如同传统塑胶不易分解。

为改善此问题,张耿崚的研究团队聚焦在系统化控制及加速生物塑胶的分解速度,提出一套创新PLA的制备方法,将酵素(Lipase,
Lactobacillus
plantarum)均匀分布在PLA结构中,打破目前须在特定条件下才能完全被微生物分解的局限,使其在一般环境中就可加速生物自行分解,提升生物塑胶应用推展的可能性。

张耿崚说明,研究团队首先使用特殊溶剂与酵素溶液在室温下搅拌2小时,制作出包埋酵素的PLA薄膜,再将薄膜置于60℃和每分钟100转速(100rpm)的培养箱中进行反应。结果显示,含有酵素的PLA薄膜在浓度0.1%与1.0%的酵素溶液中,分解效率较在反应溶液中额外添加酵素更好;在浓度5.0%酵素溶液中,其分解效果在21天后可达到74%。

“含有酵素的PLA薄膜在反应21天后,仍能保持其分解能力,证明以酵素结合生物塑胶具有更多生物自行分解应用的潜在可能性。”张耿崚强调,PLA结合酵素有助于减少制造石化聚合物所排放的温室气体,提供废弃物管理和环境保护的新方法;希望未来能以绿色化学研究拓展生物可分解塑胶的应用层面与范围,降低对地球环境的危害。◇

责任编辑:陈真

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