19世紀，塑（sù）料誕生了，這被稱為人類最偉大的發明之一。但由於白色汙染越來越嚴重，塑料變成了“最糟糕”的發明。據統計，全（quán）球每年塑料廢棄物約3000萬噸，其中超過800萬噸的塑料垃圾被直接丟棄或（huò）從陸地通過河道、風力最終進入海洋，塑料汙染對海洋（yáng）環境造成的損害遠遠超過了人們的想象。

前不久，在深圳舉行的第一屆（jiè）“率先杯”未來技術創新大賽決賽上，中科院理化所工程塑料國家工程研究中心的團隊（duì）展示了一種海水中可降解材料，可以有效（xiào）解決海洋塑料汙染（rǎn）問題。該項目也是最終（zhōng）獲得優勝獎的30個項目之一。

從生物降解塑（sù）料得到啟發（fā） 

塑料垃圾來自於何方?上班路上（shàng）快餐店裏順帶早餐的一個塑料袋，中午快遞小哥送來的一（yī）個包裹袋，又或者是洗澡時沐浴（yù）露裏的塑料顆粒等等（děng），在很多意想不到的地方，每個人都（dōu）會製造出許多塑料垃圾。

為了解決（jué）白色汙（wū）染的問題，中科院（yuàn）理化（huà）所（suǒ）工程塑料國家工程研究中心研發出了一種“生物降解塑料”，不（bú）僅讓塑料產品用起來得心應手，使用之後還能“自動消失”。

“生物降解塑料大都是（shì）含酯鍵的高分子材料，分子鏈相對‘脆弱’，因而可以被自然界許多微生物分解、消化，最終形（xíng）成對環境無危害的二氧化碳和水（shuǐ）。”

目前，已經商品化的生物可（kě）降解塑料包含聚乳酸(PLA)、聚丁二酸（suān）丁二醇酯(PBS)及（jí）其共聚酯(PBAT)、聚己內（nèi）酯(PCL)和聚羥（qiǎng）基烷酸酯(PHA)等。這些材料已經成為公（gōng）認的、綠（lǜ）色的可完全生物降解材料，在一次性包裝（zhuāng）、地膜、一次（cì）性餐具等（děng）眾多領域開始逐漸替代聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)等難降解、不降解塑（sù）料製品。

在解（jiě）決陸地上的白色汙染問題的同時，日趨嚴重的海洋（yáng）塑料汙染又引起了季君暉的注意。“2016年起，全球範圍對於海洋塑料（liào）汙染（rǎn）的報（bào）道鋪天蓋地，因為（wéi）我們前期有很多（duō）生物可（kě）降（jiàng）解塑料研發經驗，我（wǒ）們立即產生了研發海（hǎi）水可降解材料的念頭。從材料角度，當時國內外並沒（méi）有任何經驗可借鑒，但因為我們是做降解塑（sù）料的，我們覺得這個事（shì）情有義務去（qù）完成。”

技術創新實現海（hǎi）洋降解 

確定（dìng）開發海水可降解材料的課題方（fāng）向後，中科院（yuàn）理化所高級工程（chéng）師王格（gé）俠開展了係統的研究工作。通過多次試驗對比，他們發現，在土壤和堆肥中有（yǒu）良好生物降（jiàng）解性能的材料（liào），在海水中的降解速率卻不盡如人意。

“我們本（běn）以為這是一件比較容易的事（shì）情，把生物降解材料稍微作一下改性，就可以適應海洋環境了，但現實卻潑了一盆冷水。”

這究竟是（shì）怎麽回事呢?經過仔（zǎi）細研究，王格俠找到了答案（àn）。“聚酯（zhǐ）材料堆肥（féi）過程是微生物作（zuò）用下的酶促水解反應;而海水（shuǐ）溫度低、特（tè）異性微生物種類（lèi）少、數量少，很難（nán）具備（bèi）生物降解的條件，因而大多數聚酯材料在海水（shuǐ）中降解周期非常緩慢，甚至難（nán）以（yǐ）降解。”

海水中不同區域不同時期差異巨大，想要材料在可控的周期（qī）內能夠完全降解，單純依靠生物降解過程是走不通的。我們麵臨的難題（tí）是：既要解決現有材料海水中難降解、不降解的問題，還要根據不同應用需求，使材料滿足一定的使用性（xìng）能和環境適應性。

經過多次（cì）反複實驗，王格俠和團隊成員成功走出了這個困境。他們從分子設計（jì）和兩相合成出發（fā），通過聚（jù）合物合成改性（xìng）和共混改性兩種方（fāng）式，向生物降解聚酯體係中引入非酶水解（jiě）的基團，實現了材料在海水中整體可控降解。

“現在我們研發出的海（hǎi）水（shuǐ）可降解材料可以在數分鍾（zhōng）到幾（jǐ）百天（tiān）內（nèi）不同周期實現崩解或降解（jiě），它（tā）的（de）降解周期和降解方式可以（yǐ）根據不同應用需求進行調控，未來我們希望這種材料的（de）降解模式能夠智能化。”

應用市場前（qián）景廣闊 

從1999年開始（shǐ）涉足降解塑料（liào）研究開始，經（jīng）過近20年的（de）積累，工程塑料國家工程研究中心通過技術轉移（yí）轉化，自主研發一步法PBS/PBAT聚（jù）合技術，已完成（chéng）4家企業技術授權，其中3家（jiā）順利投產，總產能7.5萬噸，占全球12.6萬噸的（de）55%。

“在2008年（nián）北京奧運會期間（jiān），為奧林匹克中心園區量身打造的可（kě）生物（wù）降解環保袋，如（rú）今已經形成了相對比較成熟、穩定的降解塑料（liào）產業鏈，這也為海水可降解材（cái）料產業化奠定（dìng）了堅實基礎。”

未來海（hǎi）水可（kě）降解材（cái）料可以替代現有的一次性塑料製品，尤其在遠航期間，可以有效解決塑料垃圾的處理問題，減少垃圾對海洋的汙染。除此之外，特殊功能（néng）化的程（chéng）序降解材料還能在（zài）信息安全、能（néng）源供給、水產（chǎn）養殖等領域大顯神通。

“從汽車改（gǎi）性塑料，到（dào）家電的抗菌材料研發，我們積累了眾多產業轉化的經（jīng）驗。我們現在不僅有（yǒu）技術，還有生產線，未來海水可降解材料的產業化路（lù）徑前景良好。雖然（rán）短期內生產成本會比普（pǔ）通塑料高，但是當原（yuán）料、工藝（yì）、生產規模達到一定水平後（hòu），成本一定（dìng）會降下來。”

“限塑令”並不能從源頭上解決白色汙染問題，而可降解塑料是從材料的源頭去（qù）解決根本性問題。“塑料汙染防治是（shì）全社會受益的問（wèn）題，不能隻讓消費者買（mǎi）單。我們希望政府和社會進（jìn）行責任擔當。”

資料來源：中塑在線

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