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為主要原料,最多也是最具代表的就是聚乙烯和聚丙烯,他們之所以在自然環境下不容易被微生物降解,就是因為人造聚合物的巨大分子結構阻礙和抑制了自然界中微生物將其當成碳源進行消化的能力。
因此,要想人造聚合物的高分子被微生物轉化降解,首先要做的就是必須使它們的分子量降到自然界中化學品的水平,就拿聚乙烯和聚丙烯來說,他們的分子量約為250000摩爾質量,只有降到5000最高不超過10000摩爾質量的時候,才能夠會微生物轉化降解。
這種把高分子轉化為低分子的工程我們完全可以透過羅氏反應來進行,即用這些聚合物跟某些金屬離子接觸反應來實現,這個過程透過遊離基種和金屬離子的再生不斷重複。
隨著人造聚合物分子量的降低,聚合物開始變脆而且易碎,當分子量降到10000摩爾質量以下,就非常容易被自然界的細菌或真菌侵蝕了,但這個時候若是想要達到最佳效果,最好的辦法就是提供細菌或真菌滋生的溫床,如一些天然植物纖維素等。
降解的第二步則是微生物的吞噬---消化---轉化過程,這個自然分解過程慢慢過分子量降低的聚合物變成生物量,直到最後變成二氧化碳和水。
利用羅氏反應降解是目前最傳統的塑膠降解技術,但由於降解不完全以及無法大規模降解等缺點,無法得到大力推廣,所以地位一直很尷尬。
而艾菲爾降解酶為了追求降解效果,直接摒棄了羅氏反應,利用一種較為極端的化學反應生成新型降解劑,直接把降解速度由原來的五年提高到半年,但代價是會產生大量的有害物質氯化氫,如果作用於水域,若干時間後,會對該水域生物鏈造成毀滅性災難。
孟濤和嘉東宇所研究的5號降解酶和傳統降解方法倒是有些相似,都是利用了金屬離子的接觸反應,但5號降解酶的降解資料鏈更簡化,而且針對性更強。