新型生物基聚氨酯泡沫可在海水環(huán)境中分解
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目前，塑料污染隨處可見。數(shù)十億噸的廢塑料被填埋或漂浮在海里。這些塑料廢料逐漸分解成越來越小的碎片，但從未真正消失。這是我們這個時代最嚴重的環(huán)境問題之一。除非我們改變塑料的使用習慣或開發(fā)新的生物降解材料，否則這個問題不會解決。
這正是加州大學圣地亞哥分校的科學家在過去十年的大部分時間里一直在做的事情。包括生物學家Stephen Mayfield和化學家Michael Burkart和Robert “Skip” Pomeroy在內的跨學科團隊，他們已經(jīng)開發(fā)了由藻類和其他生物來源制成的聚氨酯泡沫，因此這種泡沫可以被環(huán)境中的天然分解劑（細菌和真菌）生物降解。專家們用這些泡沫制造了鞋子，包括人字拖，這是世界上最流行的鞋，并在陸地環(huán)境中測試了它們的分解。一旦埋入土壤中，這種鞋子可在短短16周內就開始降解。
現(xiàn)在，在新的研究中，研究小組測試了這些由生物基單體制成的聚氨酯泡沫在海水中浸泡時是否會分解。研究人員與該研究的共同作者Samantha Clements合作，Samantha Clements是斯克里普斯海洋研究所的海洋生物學家和科研潛水員。他們將泡沫和鞋樣固定在Ellen Browning Scripps紀念碼頭上，并使用傅里葉變換紅外光譜儀和掃描電子顯微鏡監(jiān)測其物理和化學變化。
碼頭的地理位置為在自然近岸生態(tài)系統(tǒng)中測試材料提供了獨特的機會，該生態(tài)系統(tǒng)是廢舊塑料經(jīng)常出現(xiàn)的環(huán)境。2010年，研究人員估計，一年內將有80億公斤塑料進入海洋，預計到2025年將大幅增加。當塑料廢物進入海洋時，將破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，將其作為垃圾沖上岸，或將其移至中心，形成垃圾漩渦，如太平洋垃圾場，占地160多萬平方公里。
目前發(fā)表在《環(huán)境科學》雜志上的研究結果表明，附著在碼頭上的實驗性聚氨酯材料很快就會被各種海洋生物附著，并在四周內開始降解。分解者，主要是細菌和真菌，將材料分解成它們原來的單體（化學分子），然后將其用作營養(yǎng)來源。當研究人員確定可以消耗聚氨酯樣品的微生物時，他們發(fā)現(xiàn)這些微生物是整個自然海洋環(huán)境中常見的物種。
Stephen Mayfield，生物科學學院教授和加州海藻生物技術中心主任表示：“沒有一門學科能夠解決這些常見的環(huán)境問題，但我們已經(jīng)開發(fā)出了一種適用于陸地的綜合解決方案?，F(xiàn)在我們知道，它在海洋中也可以生物降解。我很驚訝地看到，海洋中有多少生物在這些泡沫上定居。它已經(jīng)變成了類似于微生物礁的東西。”
研究人員將繼續(xù)尋求開發(fā)可再生和可持續(xù)的生物來源單體，以生產用于未來不同應用的聚合物。他們的研究還將繼續(xù)調查生物降解過程和由此產生的化學品。專家表示，人們開始認識到塑料污染問題的嚴重性，并開始尋找對自然危害較小的替代品。
Stephen Mayfield說：“如果處理不當，海洋中的塑料會分解成微型塑料，這已經(jīng)成為一個巨大的環(huán)境問題。我們已經(jīng)證明，生產高性能的塑料產品在海洋中完全有可能降解。塑料本不應該進入海洋，但如果進入海洋，這種材料將成為微生物的食物，而不是塑料垃圾和危害水生物的微塑料。”
