用鮭魚精子DNA做杯子?採用新原料的環保塑膠行不行

無論是石油塑膠還是用可再生原料製成的生物塑膠,其實都有難以回收再利用的問題。因此,一群來自中國的科學家發明了一種泡水就能重塑、用鮭魚精子做成的材料……

文章插圖

塑膠的原料五花八門

塑膠可以用什麼製成呢?石油?玉米澱粉?木屑?在中國,天津大學的一群科學家使用了一種令人意想不到的原料——鮭魚精子的DNA,並將相關成果在上月14號刊登於《美國化學會志》(Journal of the American Chemical Society)。

從稠稠的「水凝膠」變固體

在鮭魚精子的DNA中,科學家取用了其中兩小段,與萃取自植物油的離子聚合物(ionomers)結合後,便會產生一種被稱為「水凝膠」(hydrogel)的黏稠物質。

只要將「水凝膠」塑形,再進行冷凍乾燥、去除水分,這種物質就能夠變成各種形狀的固體。例如領銜本研究的仰大勇與他的團隊,便已經使用這種被他們稱為「水焊接」(aqua-welding)的方法,做出了拼圖的拼片、杯子,以及DNA模型等東西。

碳排量少了約97%

與原料取自石油的聚苯乙烯(polystyrene)塑膠比起來,這種用鮭魚精子DNA製成的生物塑膠,碳排量少了約97%,因為比起石油提煉過程中需要耗費大量的熱能與有毒物質,它的製程不需要熱能,所需要耗費的總能量便因此減少很多。

本照左上方即為科學家試做的杯子,它除了有碰水就會變回凝膠的問題外,外觀也還十分粗糙。

可分解,也可變回水凝膠狀態

而且這款塑膠的回收方式相對簡單,只要添加DNA水解酶(DNase),便可以將它分解;也可以直接將它浸泡在水中,那麼它就會變回原本的水凝膠狀態。

因此,雖然科學家將這款塑膠做成了杯子,但拿它來喝茶顯然不是個好主意,雖然在其表面塗上防水塗料,或許能夠解決這個問題,但這將讓它的回收變得困難。

推進永續材料的發展

不過,這至少證明這種鮭魚精子DNA製成的材料很方便進行再利用,一旦它變回水凝膠,就能夠再次塑形成不同的物體,所以實驗團隊認為,這份研究「展示了DNA塑膠的閉環回收性(closed-loop recycling),將會推進永續材料的發展」。

其他DNA來源或許也可行

因此,實驗領銜者仰大勇與他的團隊主張,與其他現有的塑膠種類比起來,他們所創造的這款塑膠已經是最永續的物質,「在生物降解能力、副產品的產生、(碳)排放量、消耗的能量與加工品質方面,都表現出了明顯的優勢」。

而且正因為它是以DNA製成的,所以技術上來說,不限於鮭魚精子,這類塑膠的原料也可以從各種不同的DNA來源取得,例如植物、藻類或細菌等。

文章插圖

其他生物塑膠還是需要化石燃料

若與用石油提煉的塑膠比較,用藻類、玉米澱粉、木屑等可再生原料製成的其他生物塑膠,產生的碳足跡的確少很多,但這些生物塑膠的製程還是需要使用化石燃料,而且也有難以回收再利用的問題。

是環境友善還是「漂綠」?

因此,也有人爭論這些生物塑膠是否真的有達到環境友善的目的。根據美國雜誌《Vice》報導,有一些生物塑膠的製造商甚至會「漂綠」(greenwashing,註)或以誤導的方式呈現自己產品內所含的成分。

紐西蘭私人研究企業「GNS Science」則在檢驗37款自稱為生物塑膠的產品後,發現其中19樣為生物塑膠與石油塑膠的混合物。

註:「漂綠」一詞由「綠色」(green)和「漂白」(whitewash)結合而成,用來指稱一間公司、政府或組織明明以某些聲明或行動,表達自身對環保的支持與付出,實際作為卻相反,是在利用自己愛護環境的形象欺騙世人。

文章插圖

地球上的63億噸廢棄塑膠

另一方面,根據《Gizmodo》報導,地球上目前已累積了大約63億噸廢棄塑膠;另一份由國際環保組織「塑膠汙染聯盟」(Plastic Pollution Coalition)所完成的2019年研究則指出,光是在美國,一年就可以有超過3,000萬噸的塑膠被丟掉,其中只有8%會經回收再利用。

其餘的塑膠則多堆積在垃圾掩埋場,但另外還有100至200噸的塑膠則是被隨意棄置在土地或水域中,一旦它們被分解成塑膠微粒(Microplastics),就有可能會被人類或動物吃下肚

或可用於電子產品中

回到這次以鮭魚精子DNA製成的生物塑膠,雖然它的應用仍因無法防水而受限,但科學家還是希望有一天能將其引進市場,例如可以應用在本來就需要保持乾燥的電子產品中,好幫助減少塑膠垃圾的產生,減輕地球的負擔。

文章功能

comment 0
bookmark_border
more_vert