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上海世博會(huì)的高科技明星之可降解塑料本文簡介：當(dāng)你來到上海世博會(huì)，你會(huì)屢次與這位明星邂逅。當(dāng)你喝水、吃飯時(shí)可能會(huì)遇到它，當(dāng)你看路牌時(shí)可能會(huì)遇到它，甚至當(dāng)你在為親朋好友購置紀(jì)念品時(shí)也會(huì)遇到它――玉米塑料。上海世博會(huì)期間不僅一次性餐具用生物質(zhì)材料玉米塑料制成，上海世博會(huì)上使用的路牌、胸卡、磁卡甚至紀(jì)念品外包裝等也是用玉米塑料制成，彰顯了綠色世博的精

上海世博會(huì)的高科技明星之可降解塑料本文內(nèi)容：

當(dāng)你來到上海世博會(huì)，你會(huì)屢次與這位明星邂逅。當(dāng)你喝水、吃飯時(shí)可能會(huì)遇到它，當(dāng)你看路牌時(shí)可能會(huì)遇到它，甚至當(dāng)你在為親朋好友購置紀(jì)念品時(shí)也會(huì)遇到它――玉米塑料。上海世博會(huì)期間不僅一次性餐具用生物質(zhì)材料玉米塑料制成，上海世博會(huì)上使用的路牌、胸卡、磁卡甚至紀(jì)念品外包裝等也是用玉米塑料制成，彰顯了綠色世博的精神。

讓人歡喜讓人憂的塑料

塑料誕生于一百多年前。第一種合成塑料是由美籍比利時(shí)人列奧

如今世界塑料年總產(chǎn)量已超過1.7億噸，用途浸透到國民經(jīng)濟(jì)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，和鋼鐵、木材、水泥并列為四大支柱材料。塑料的用途小到我們生活中經(jīng)常使用的小塑料袋、塑料盆等，大到國防中的飛機(jī)、火箭等。

然而，隨著塑料產(chǎn)量不斷增長和用途不斷擴(kuò)大，其廢棄物也日益增多。由于塑料在自然環(huán)境中難以降解、腐爛，嚴(yán)重污染了環(huán)境。由大量的廢棄塑料袋、一次性餐具產(chǎn)生的“白色垃圾〞問題已成為“百年難題〞，令眾科學(xué)家頭痛不已。在這種背景下，各種可降解塑料應(yīng)運(yùn)而生。

【知道多一點(diǎn)】

一般來講，塑料除了熱降解以外，在自然環(huán)境中的光降解和生物降解的速度都比擬慢。用碳l4同位素跟蹤塑料在土壤中的降解，結(jié)果說明，塑料的降解速度隨著環(huán)境條件(降雨量、透氣性、溫度等)的不同而有所差異，但總的而言，降解速度是非常緩慢的，通常認(rèn)為需要200～400年。

可以降解的塑料

可降解塑料是指在較短的時(shí)間內(nèi)、在自然界的條件下可以自行降解的塑料。

普通合成塑料不易降解是因?yàn)楦叻肿泳酆衔镏械奶細(xì)浞肿娱L鏈非常結(jié)實(shí)，無論陽光、熱量、細(xì)菌都難以破壞。為理解決塑料降解這個(gè)難題，科學(xué)家想出了不少好方法。其中一種方法是在塑料消費(fèi)過程中參加一定量的添加劑，比方淀粉、改性淀粉或其他纖維素、光敏劑、生物降解劑等，使塑料的穩(wěn)定性下降，成為較容易在自然環(huán)境中降解的塑料。目前世界上許多國家都在積極開展這方面的研究，并已有許多產(chǎn)品問世。

這類可降解塑料制品在使用完并廢棄在大自然中暴露三個(gè)月后，可由完好的形狀分解成碎片，因此至少在視覺上改善了環(huán)境。但這項(xiàng)技術(shù)的最大缺陷是，這些碎片很難繼續(xù)降解，只不過由大變成小，不能從根本上解決白色污染。所以，如今各國重點(diǎn)研究的是可完全降解的生物塑料。其中比擬時(shí)尚的有上海世博會(huì)上的玉米塑料、微生物發(fā)酵合成塑料，以及利用基因技術(shù)種出來的生物塑料。

【知道多一點(diǎn)】

可降解塑料一般分為四大類：

1.光降解塑料――在塑料中摻入光敏劑，在光照下使塑料逐漸分解掉。它屬于較早的一代降解塑料，其缺點(diǎn)是降解時(shí)間因光照和氣候變化難以預(yù)測(cè)，因此無法控制降解時(shí)間。

2.生物降解塑料――指在自然界微生物(如細(xì)菌、霉菌和藻類)的作用下，可完全分解為低分子化合物的塑料。其特點(diǎn)是貯存、運(yùn)輸方便，只要保持枯燥，不需避光，應(yīng)用范圍廣，不但可以用于農(nóng)用地膜、包裝袋，而且可廣泛用于醫(yī)藥領(lǐng)域。

3.光生物降解塑料――光降解和微生物降解相結(jié)合的一類塑料，它同時(shí)具有光和微生物降解塑料的特點(diǎn)。

4.水降解塑料――在塑料中添加吸水性物質(zhì)，用完后棄于水中即能溶解掉，主要用于醫(yī)藥衛(wèi)生用具方面(如醫(yī)用手套等)，便于銷毀和消毒處理。

在這四類降解塑料中，生物降解塑料隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的開展越來越受到重視，成為研究開發(fā)的新熱點(diǎn)。

我為玉米狂

上海世博會(huì)上采用的玉米塑料，就是一種可完全降解的塑料。玉米塑料的學(xué)名叫聚乳酸。由于這種聚乳酸是由玉米提取液制得的，所以稱這種塑料為“玉米塑料〞。

制造玉米塑料的原理并不復(fù)雜，它是以玉米為原料，經(jīng)現(xiàn)代生物工程技術(shù)消費(fèi)出無色透明的液體――乳酸，乳酸再經(jīng)特殊的化學(xué)聚合反響過程生成顆粒狀高分子聚酯材料――聚乳酸(英文簡稱為“PLA〞)。聚乳酸具有與現(xiàn)代化工塑料相似的物理特性。

玉米塑料最大的優(yōu)點(diǎn)是廢棄后可采用堆肥填埋處理，在自然界微生物的作用下徹底分解為水和二氧化碳，不污染環(huán)境，還可當(dāng)做有機(jī)肥施入農(nóng)田，成為植物養(yǎng)料。

除了在上海世博會(huì)上廣泛應(yīng)用外，在我們?nèi)粘Ｉ钪?，玉米塑料如今已?jīng)應(yīng)用于水果蔬菜、雞蛋、熟食和烘烤食品的硬包裝，以及三明治、餅干和鮮花等商品的軟包裝上，還有將玉米塑料吹塑成瓶子用于包裝水、湯、食品和食用油等方面的應(yīng)用。一些汽車制造商(如日本的豐田公司)正在進(jìn)展將玉米塑料和其他可生物降解塑料應(yīng)用于將來轎車的研究。

【知道多一點(diǎn)】

其實(shí)消費(fèi)聚乳酸的原料不僅僅是玉米，多種作物都可以用于提取乳酸，比方土豆等。假設(shè)是由土豆提取液提取的聚乳酸顆粒制成的塑料，就叫“土豆塑料〞了。因此，把聚乳酸稱為“生物質(zhì)塑料〞更為恰當(dāng)。聚乳酸的降解分為兩個(gè)階段，第一階段是它的酯基團(tuán)逐步水解成為乳酸和其他小分子，然后這些小分子被環(huán)境中的微生物所分解，最終變成二氧化碳和水。

養(yǎng)細(xì)菌收塑料

說完玉米塑料，再來說一說另一種時(shí)尚的生物塑料――微生物發(fā)酵合成的可降解塑料。前面說了，玉米塑料是經(jīng)現(xiàn)代生物工程技術(shù)和特殊的化學(xué)聚合反響過程得到的，而這種生物塑料那么是通過培養(yǎng)細(xì)菌來獲得。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些生活在土壤、污水處理池和海洋中的細(xì)菌，猶如一座座“微型塑料加工廠〞，它們?cè)诓黄胶馍L條件(如缺乏氮、磷、氧等)下會(huì)合成一種碳源儲(chǔ)藏性聚合物，作為細(xì)菌體內(nèi)應(yīng)付食物緊張而儲(chǔ)存原料的物質(zhì)，儲(chǔ)存在體內(nèi)。而這種聚合物具有類似于化學(xué)合成塑料的理化性質(zhì)，能拉絲、壓膜、注塑，而且無毒無害。

于是科學(xué)家就“喂〞這些細(xì)菌玉米的糖分和氧氣，然后，利用某種方式，將細(xì)菌體內(nèi)的這些聚合物顆粒提取合成，就能制成“生物塑料〞，加工成形狀各異、用途不同的塑料制品。

這種生物塑料除了可以制成比賽場館的座椅外，還能制成表層涂著生物塑料材料的防漏紙杯、紙碗，還有梳子、圓珠筆等日常用品，甚至還可以在農(nóng)藥緩釋劑、高性能生化濾膜、醫(yī)藥緩釋長效藥物載體以及骨釘、手術(shù)縫合線、人體整形填充材料等方面大顯身手。這些生物塑料制品的外觀與手感同普通塑料制品完全一樣，拿在手中，你很難將它們和細(xì)菌聯(lián)想到一起。

這些生物塑料用品使用完后，只要把它們?nèi)拥郊?xì)菌足夠多的地方，如臭水溝或垃圾場，細(xì)菌就會(huì)將其吃掉。它們還可以和別的垃圾一起回收堆放，在堆放過程中就會(huì)漸漸消失。

也許有人會(huì)擔(dān)憂，生物塑料制品會(huì)不會(huì)在正常使用的過程中就自己消失了呢？專家說，這種情況實(shí)際上不會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)槿粘－h(huán)境下沒有那么多細(xì)菌，所以不必?fù)?dān)憂生物塑料制品在常態(tài)下自然消失。

【知道多一點(diǎn)】

微生物發(fā)酵合成塑料是一種重要的完全生物降解塑料，它是以有機(jī)物為碳源，通過微生物的發(fā)酵而得到的生物降解塑料。微生物塑料以生物資源為原料，取代了不可再生的化石資源(如石油和煤炭等)可以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境的可持續(xù)開展。因此它在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保、光學(xué)、電學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，從而成為應(yīng)用環(huán)境生物學(xué)方面研究的熱點(diǎn)。

把塑料種出來

俗話說：“種瓜得瓜，種豆得豆。〞有一群科學(xué)家正在進(jìn)展“種玉米收塑料〞的研究。這就是最新的可降解塑料消費(fèi)方法――利用基因技術(shù)把降解塑料“種〞出來!

前面說過，許多細(xì)菌能產(chǎn)生聚乳酸顆粒，食用并儲(chǔ)存，而這種物質(zhì)具有塑料的特征?？茖W(xué)家于是利用基因移植技術(shù)，將細(xì)菌中消費(fèi)聚乳酸聚合物的基因移植到植物細(xì)胞中，使植物也能消費(fèi)這種塑料小顆粒，然后像收割莊稼一樣將塑料顆粒搜集起來。

1990年，美國密執(zhí)安州立大學(xué)的克里斯托弗

科學(xué)家還方案將這種基因植入馬鈴薯、甜菜、玉米中，以便大量消費(fèi)這種塑料。不久的將來，我們就可以像收割玉米似的收獲塑料玉米棒了。

【知道多一點(diǎn)】

利用細(xì)菌消費(fèi)塑料要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，從技術(shù)上看，已經(jīng)不存在大的困難，如今的關(guān)鍵是本錢太高。但經(jīng)過人們的不斷研究，科學(xué)家們認(rèn)為，10年后用土豆、甜菜、玉米等作物大量消費(fèi)塑料，其價(jià)格可大大降低。而更為重要的是，利用植物消費(fèi)塑料，需要的僅僅是陽光和水，這有利于緩解人類面臨的能源危機(jī)和環(huán)境