科學家們已經進行了大量研究,尋找對自然環境破壞較小的塑膠替代品。一個來自天津大學的科學家團隊盯上了一種看起來不太可能的原料——鮭魚精子。相關論文於 11 月 14 日發布在 《美國化學會志》。
該研究團隊將來自鮭魚精子的 DNA 鏈溶解在水中,並與生物質衍生的離聚物混合,形成一種柔軟、可延展的材料「水凝膠」(hydrogel),它可以被製成不同的三維形狀,經過冷凍乾燥後就會固化,最終產品是一種類似於塑膠的材料,被團隊稱為「DNA 塑膠」。
研究人員已經用這種環保材料製作了一個杯子、一副拼圖和一個 DNA 模型。
盡管這次是從鮭魚精子中獲取了原材料,但攜帶著地球上所有生物遺傳密碼的 DNA 才是真正的來源。
2015 年的一項研究估計,地球上約有 500 億噸 DNA。在理論上,我們可以透過類似的方式,使用其他可持續來源製造「DNA 塑膠」,例如來自農作物、藻類或細菌的廢料,而不僅僅是鮭魚精子。
更重要的問題是,「DNA 塑膠」會比其他替代品更好嗎?
研究團隊指出,它比所有現有類型的塑膠都更具環境可持續性,這種可持續性涉及生產、使用和報廢的方方面面。
在生產過程中,原材料來源於生物可再生資源;水處理策略環保,不涉及高能耗,不使用有機溶劑,不產生副產物;與聚苯乙烯塑膠相比,「DNA 塑膠」在生產過程中的碳排放量減少了 97%。
「DNA 塑膠」的回收也更為容易,將它所制成的物品浸入水中,會再次得到水凝膠,可重新製成新物品,延長使用壽命。
如果不再需要,它可以被 DNA 消化酶分解;而其他環保塑膠,比如由玉米澱粉和藻類等材料製造的可生物降解塑膠,需要大量能量來製造並且難以回收。
但從另一方面看,新材料也存在著侷限性——它可以被水輕易回收,意味著它需要保持乾燥。如果添加防水塗料,會使回收變得更困難,反而違背了初衷。所以,它適合電子產品和某些形式的包裝。
此外,研究團隊指出,「DNA 塑膠」的大規模生產仍然具有挑戰性,但並非不可能。他們在論文中表示:「這項工作提供了一種將生物基水凝膠轉化為生物塑膠的解決方案,並展示了 DNA 塑膠的閉環回收,這將推動可持續材料的發展。」
▲ 參考資料:
1.https://www.vice.com/en/article/3abb7w/salmon-sperm-plastic-cup-bioplastics2.https
2.https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.1c08888
3.https://www.euronews.com/green/2021/11/29/sperm-is-being-used-to-create-an-eco-friendly-alternative-to-plastic
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