每年的4月22日是“世界地球日”。在這個(gè)呼吁保護(hù)環(huán)境的特殊日子里，《自然》雜志在線發(fā)表一篇應(yīng)景的重磅文章。由加州大學(xué)伯克利分校Ting Xu教授領(lǐng)銜的一支科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種全新的可降解塑料，不用特殊條件，就能在幾天內(nèi)完全降解。

▲一類新型塑料可在40攝氏度的環(huán)境下，于36小時(shí)后降解為小分子（圖片來源：參考資料[2]；Photos by Christopher DelRe；Courtesy University of California, Berkeley）

塑料制品以耐用著稱，而這也為環(huán)保帶來了挑戰(zhàn)——在丟棄之后，塑料往往不會(huì)被降解，只能被填埋。雖然有一些塑料號(hào)稱可被“生物降解”，但它們的降解過程并不徹底，最終難逃和普通塑料一樣的填埋命運(yùn)。更糟糕的是，不徹底降解所產(chǎn)生的塑料微顆粒，不僅會(huì)威脅到海洋生物的生存，更會(huì)通過食物鏈，慢慢出現(xiàn)在人體之中，給健康帶來隱患。

為了制造出真正可降解，不留隱患的塑料，研究團(tuán)隊(duì)決定使用能降解塑料的酶?！霸谝巴猓笞匀粫?huì)使用酶來降解事物。就算我們死亡后，體內(nèi)的酶也會(huì)自然地降解我們的身體。在這項(xiàng)研究中，我們問自己，酶能不能降解塑料，讓它成為自然的一部分？”Ting Xu教授說道。

而為了能夠快速降解塑料，研究人員們還有著一個(gè)大膽的設(shè)想——如果酶只能接觸到塑料的表面，那就只能一層一層降解塑料，速度非常慢。他們想要做的，是讓酶在塑料中“無處不在”。只要每個(gè)酶能降解周圍一小部分的塑料，充斥于塑料各處的酶，就能很快將整塊材料降解殆盡。

想起來容易做起來難。最耐久的塑料，有著近乎晶體般的分子結(jié)構(gòu)，連水分子都無法滲透，何況是酶呢？為了解決這個(gè)問題，研究人員們決定直接將能降解塑料的酶作為原料，添加到塑料生產(chǎn)的過程中。這也是Ting Xu教授的課題組多年來一直致力的研究方向。

▲本研究的設(shè)計(jì)思路（圖片來源：參考資料[2]；Graphic by Christopher DelRe；Courtesy University of California, Berkeley）

可是酶并不是非常穩(wěn)定的分子。在細(xì)胞之外，酶很容易降解或失去功能。研究人員們開發(fā)了一種叫做隨機(jī)雜聚物（random heteropolymers）的分子，能像包裝紙一樣，輕柔地將酶包裹在其中。利用類似的技術(shù)，本研究中，科學(xué)家們將數(shù)十億個(gè)被包裹起來的酶，與塑料樹脂珠進(jìn)行混合，用于后續(xù)的塑料生產(chǎn)。從過程上看，這有點(diǎn)像在塑料生產(chǎn)過程中加入色素，并不改變塑料本身的特性。

但在混入了這些能降解塑料的酶，并確保它們具有功能性之后，奇跡就發(fā)生了。只要加上水和熱量，這些酶就會(huì)發(fā)揮功效，降解塑料。研究指出，在室溫環(huán)境下，只要約一周的時(shí)間，80%的聚乳酸塑料可以被完全降解，變成乳酸。而后者可以直接被土壤中的微生物所攝取。在工業(yè)處理的環(huán)境下，聚乳酸塑料的降解速度約為6天（50攝氏度），另一種聚己內(nèi)酯塑料則只需要2天（40攝氏度）。值得一提的是，包裹這些酶的隨機(jī)雜聚物，也能在紫外線下被降解，不留下污染。▲此類塑料在很短的時(shí)間內(nèi)就能被降解（圖片來源：參考資料[2]；UC Berkeley photo by Ting Xu；Courtesy University of California, Berkeley）

研究人員們指出，利用這一技術(shù)所生產(chǎn)出的新型塑料，98%可降解成小分子，且不會(huì)產(chǎn)生微塑料等對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。

▲在土壤中，這類塑料能降解成小分子，為環(huán)境所吸收（圖片來源：參考資料[2]；UC Berkeley photo by Adam Lau/Berkeley Engineering；Courtesy University of California, Berkeley）

Ting Xu教授說，其團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)有望讓我們重新思考人與地球的關(guān)系?，F(xiàn)在，我們向地球索取資源的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過將資源返回給地球的速度，這樣的發(fā)展勢(shì)必是不可持續(xù)的。保護(hù)這顆蔚藍(lán)的星球，就是保護(hù)我們?nèi)祟愇ㄒ坏募覉@。