天津
这是研究团队开发出的PU解聚酶部分突变体降解聚酯型聚氨酯的示意图。
中国的研究团队最近成功发现了生物降解PU（聚氨酯）塑料的新方法，可以使降解效率提升10倍以上。
中国科学院天津工业生物技术研究所结构生物学平台实验室研究团队“破解”了一个PU塑料解聚酶：他们获得了这种来自大自然的野生型酶的晶体结构，由此揭示出酶能够高效降解PU塑料的分子机制。
在此基础上，研究团队结合进化指导的酶挖掘技术，不仅找到了一个新的野生型PU解聚酶，还通过对其进行结构优化和分子改造，开发出了性能显著提升的双突变体。这种“人工酶”的部分突变体对聚酯型聚氨酯的降解效率比野生型酶提高近11倍，大幅提升了PU塑料的回收利用率。
目前，该项成果已在国际学术期刊《Advanced Science》和《ACS Catalysis》上发表。
生物法是废弃塑料降解领域技术研究的国际热点。相比于惯用的“高温高压”物理法和“高盐浓酸”化学法，生物法将酶作为降解工具，利用其能够加速化学反应的特性，低耗能、低污染地温和“吃”掉塑料。
除上述优势外，生物法还能实现塑料降解的多次“循环”。中国科学院天津工业生物技术研究所研究员刘卫东介绍，经过生物酶降解后，废弃塑料将转化为组成塑料的各类单体小分子，不仅这些小分子能被直接用于塑料再生，解聚酶在失活前还能继续用于塑料降解。“这让废弃塑料生物降解成为循环经济的典型案例。”
PU塑料在人们的日常生活中十分常见，保温泡沫箱、汽车坐垫中的海绵等均由它制成。相比于生物降解法相对成熟、化学键单一的PET塑料，PU塑料的化学键更多，生物降解难度更大，已发现的PU解聚酶也更少。
联合国环境规划署数据显示，目前人类每年生产超4亿吨塑料，其中只有不到10%被回收利用。
刘卫东认为，该成果为PU塑料的规模化生物回收提供了更为高效的工具，并对降解后的塑料废弃物实现循环利用提供了新的解决方案。“下一步我们将推动酶制剂的工业化应用。”
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