我國載人潛水器“蛟龍?zhí)枴比ツ陱拇笱笊钐帋Щ亓撕Ｑ笊?，令人意想不到的是，?500米水深下生活的海洋生物體內(nèi)，竟檢出了微塑料。海洋也已經(jīng)遍布了人類活動的污染，據(jù)保守估計，人類每年向海洋投放的塑料垃圾為480萬噸到1270萬噸，占海洋固體污染物總量的60%至80%，令人觸目驚心。如何降低塑料污染對海洋環(huán)境的損害，成為亟待解決的問題。

近日，在深圳舉行的第一屆“率先杯”未來技術創(chuàng)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展示了一種海水中可降解材料，可以有效解決海洋塑料污染問題。據(jù)說這一發(fā)明可以使塑料悄無聲息地消失，究竟是怎么回事呢？

技術創(chuàng)新：海洋污染有救了

中國科學院理化技術研究所高級工程師王格俠指出，盡管海洋中塑料污染問題已經(jīng)非常嚴峻，但目前人們對于這些塑料污染仍然沒有有效的應對措施。海洋特殊水域環(huán)境使得人們不能像在陸地上一樣對這樣大量分散的垃圾進行集中收集和處理。最根本有效的辦法就是讓材料廢棄進入海水后能自行降解消失。

為解決日益嚴峻的海洋塑料污染問題，保護海洋生態(tài)環(huán)境，中科院理化所工程塑料國家工程研究中心研發(fā)出一種可在海水中降解的聚酯復合材料，不僅讓塑料產(chǎn)品用起來得心應手，使用之后還能“自動消失”。該材料有望在諸多領域替代現(xiàn)有難以降解的通用塑料。

可生物降解聚酯復合材料，具有分子結構設計靈活性、性能可調(diào)節(jié)性、良好的可生物降解性等優(yōu)點。王格俠介紹，其團隊研制出的這種結合了水溶性與降解性的材料具有一定的環(huán)境耐受性，廢棄后能在數(shù)天到數(shù)百天內(nèi)在海水中降解消失，最終分解為不會對環(huán)境造成污染的小分子。

據(jù)介紹，中國科學院理化技術研究所降解塑料和工程塑料研究組是中國率先開展生物可降解塑料研究的單位。中科院理化所工程塑料國家工程研究中心主任、研究員季君暉說：生物降解塑料大都是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，最終形成二氧化碳和水。

在近期深圳舉行的第一屆“率先杯”未來技術創(chuàng)新大賽上，這一技術位列30個優(yōu)勝項目之一。中國已將生態(tài)環(huán)境保護提高到前所未有的層面，在解決本國生態(tài)問題的同時也為解決全球環(huán)境污染問題貢獻了中國智慧。歷經(jīng)波折：

?刻苦鉆研終克技術難題

專家介紹，目前幾乎所有類型的塑料都已經(jīng)在海洋中找到。這些塑料微?；蛘咂≡诤Ｋ?，或者沉入海底，最終形成小于5毫米的微塑料，幾十年甚至幾百年不會分解，對整個海洋環(huán)境造成了嚴重的污染。

在認識到海洋塑料污染的嚴重性后，科研人員希望研發(fā)出在海水中可降解的材料。然而他們發(fā)現(xiàn)，在陸地上能夠快速降解的生物降解材料在海水中卻難以降解，甚至長時間都不降解，不能用來解決海洋中的塑料污染問題。在土壤和堆肥中有良好生物降解性能的材料，在海水中的降解速率卻不盡如人意。

王格俠說：“我們本以為這是一件比較容易的事情，把生物降解材料稍微作一下改性，就可以適應海洋環(huán)境了，但現(xiàn)實卻潑了一盆冷水?！?/p>

這究竟是怎么回事呢？經(jīng)過仔細研究，王格俠找到了答案?！熬埘ゲ牧隙逊蔬^程是微生物作用下的酶促水解反應；而海水溫度低、特異性微生物種類少、數(shù)量少，很難具備生物降解的條件，因而大多數(shù)聚酯材料在海水中降解周期非常緩慢，甚至難以降解?！?/p>

王格俠介紹道，海水中不同區(qū)域不同時期差異巨大，想要材料在可控的周期內(nèi)能夠完全降解，單純依靠生物降解過程是走不通的。我們面臨的難題是：既要解決現(xiàn)有材料海水中難降解、不降解的問題，還要根據(jù)不同應用需求，使材料滿足一定的使用性能和環(huán)境適應性。

經(jīng)過多次反復實驗，王格俠和團隊成員成功走出了這個困境。他們從分子設計和兩相合成出發(fā)，通過聚合物合成改性和共混改性兩種方式，向生物降解聚酯體系中引入非酶水解的基團，實現(xiàn)了材料在海水中整體可控降解?？蒲腥藛T通過對材料的設計、合成、改性和加工使得其降解性能可根據(jù)不同的應用需求進行調(diào)控，該海水可降解材料可以在數(shù)分鐘到幾百天內(nèi)不同周期實現(xiàn)崩解或降解。

據(jù)了解，該材料的未來研究方向是降解模式的智能化。

?前景廣闊：可降解材料應用潛力大

王格俠表示，未來海水可降解材料可以替代現(xiàn)有的一次性塑料制品，尤其在遠航期間，可以有效解決塑料垃圾的處理問題，減少垃圾對海洋的污染。除此之外，特殊功能化的程序降解材料還能在信息安全、能源供給、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領域大顯神通。

季君暉說：“從汽車改性塑料，到家電的抗菌材料研發(fā)，我們積累了眾多產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的經(jīng)驗。我們現(xiàn)在不僅有技術，還有生產(chǎn)線，未來海水可降解材料的產(chǎn)業(yè)化路徑前景良好。雖然短期內(nèi)生產(chǎn)成本會比普通塑料高，但是當原料、工藝、生產(chǎn)規(guī)模達到一定水平后，成本一定會降下來?！?/p>

季君暉同時表示，“限塑令”并不能從源頭上解決白色污染問題，而可降解塑料是從材料的源頭去解決根本性問題?！八芰衔廴痉乐问侨鐣芤娴膯栴}，不能只讓消費者買單。我們希望政府和社會進行責任擔當。”季君暉說。

目前，該團隊的生物降解塑料生產(chǎn)及應用技術已經(jīng)向4家中國企業(yè)完成了技術授權，其中3家已經(jīng)順利投產(chǎn)，總產(chǎn)能達到每年7.5萬噸，占全球總量的一半。