由于许多不同的塑料进入水道，需要数百年才能分解，塑料污染和微塑料几乎遍布全球，从空气到海洋，数量巨大。可堆肥塑料，比如玉米制成的塑料杯和塑料吸管，有时被吹捧为可行的解决方案，但如果没有适当的基础设施将它们转化为堆肥，它们可能最终会被扔进垃圾填埋场。
为了防止海洋被更多的塑料填满，科学家们正在寻找让塑料快速分解的关键，并将它们烘焙成塑料的配方。徐婷是加州大学伯克利分校材料科学、工程和化学教授，她和她的研究小组研究生物可用的解决方案，使一次性塑料在容易达到的条件下生物降解。在一项新的研究中，他们描述了他们如何在酶上使用一种创新的聚合物涂层，这种涂层可以内置在生物塑料中，使它们更容易在家里堆肥。
“所以我一直相信，生物学教会了我们一切……我们只需要适应它，”徐说。生物可降解，她说，只是意味着塑料聚合物的化学主链可以被破坏。她实验室的新研究表明，他们找到了一种利用生物技术的方法，即用一种常见的带有聚合物涂层的酶来制造塑料，这种塑料在遇热和遇水时可以降解。
这种新型的、易于生物降解的塑料是通过在塑料制造过程中加入各种各样的杂聚合物包裹的酶制成的。这些聚合物，简称为rps，将酶包裹起来，这样酶就不会分解并失去作用。徐说，之前在没有rps的帮助下掩埋酶的尝试在塑料中形成了大块，使材料“几乎变得像羊乳酪”。
塑料一旦沾湿，聚合物包裹物就会脱落，释放酶开始“吞噬”塑料。在这项研究中，他们用两种用于生物可降解塑料的聚酯聚合物测试了这一过程:聚己内酯和聚乳酸。添加酶包在rps中并没有改变塑料的特性，但仍然允许它们在达到有用的产品生命周期后快速降解。80%的聚乳酸纤维仅仅放在室温水中一周内就会降解。在更高的工业堆肥温度104华氏度下，聚己内酯在两天内降解。
本研究测试了两种不同的酶在两种不同类型的聚酯聚合物,Ramani Narayan,密歇根州立大学化学工程与材料科学教授没有参与这项研究,指出一些酶停止工作在足够高的温度下,所以这种方法可能不适合在实践中。徐说，这些特殊的酶似乎在塑料制造的高热量下仍然工作得很好。但研究人员将测试在更烫的温度下制造的其他塑料，看看这种酶能处理多少。
未来，这些酶将被添加到新的塑料中——已经在你的垃圾桶里的东西不会从仅仅扔在上面的酶中得到很大的好处。如果酶只是停留在塑料表面，那么它们的工作表面积就会有限。塑料的结构也使其难以分解。“生物可降解塑料是半结晶的，”徐说，这使得酶很难到达并分解其结构。在塑料结构中加入酶，酶就能接触到这些更有组织的链。
纳拉扬说，重要的是要认识到塑料的分解不仅是塑料本身的特性，而且是它最终所处的环境条件。有必要同时考虑塑料和它最终将进入的环境，而不是“独立于接收生物系统的聚合物改性”。这意味着对生物可降解塑料的研究不仅需要对材料的降解进行评估，还需要对其设计分解的环境特征进行评估。例如，在工业堆肥设施中被设计用来分解的塑料在被丢弃到淡水中时，其行为就不一样了，但这并不意味着它不能被生物降解。毕竟，即使是最好的食谱，如果没有在合适的温度下烹饪，也会变得很糟糕。
徐说，幸运的是，使这种塑料如此可降解的酶并不昂贵。她以前的一个学生也分拆了一家公司，他试图花更多的时间开发这些可生物降解的塑料，以便在不久的将来，工业合作伙伴甚至消费者都能参与到一次性塑料的更可持续的配方中。
