科学家近日宣布，一种可按指令自行分解的新型活性塑料已成功研发。这种材料通过在聚合物基质中嵌入特殊微生物，实现了对塑料降解过程的精准控制，为解决全球塑料污染问题提供了创新方案。
研究团队采用基因编辑技术改造枯草芽孢杆菌，使其携带诱导型基因回路。这种经过改造的微生物能同时分泌两种互补的降解酶：一种负责随机切断聚合物链，另一种则持续分解链段直至形成基础单体。实验显示，这种菌群复合体系仅需六天即可将聚己内酯完全降解，且不会产生微塑料颗粒。
传统塑料制品的降解周期长达数百年，与其实际使用周期形成鲜明对比。研究负责人指出，通过将降解特性融入材料设计，可将耐用性转化为可编程功能。这种活性塑料在芽孢休眠状态下具备常规塑料的力学性能，但当暴露于50摄氏度营养液时，微生物会迅速激活并启动分解程序。
实验表明，由这种材料制成的柔性电子器件能准确检测人体肌电信号，且在两周内完全降解。研究人员特别强调，两种酶的协同作用机制有效避免了降解中间产物的积累，从源头上杜绝了微塑料污染风险。该成果已通过制作可穿戴电极的概念验证实验得到证实。
为保护微生物活性，研究团队开发了特殊封装技术。将处于休眠状态的芽孢与聚己内酯混合制备的材料，其拉伸强度等性能指标与常规薄膜相当。这种设计既保证了运输存储阶段的稳定性，又确保了降解过程的可控性。
相较于依赖单一酶的传统方案，该研究通过构建菌群复合体系显著提升了降解效率。基因改造后的微生物不仅能分泌两种功能互补的酶，还可根据环境信号诱导形成芽孢，这种双重机制为材料性能提供了双重保障。实验数据显示，复合酶体系的降解速率是单酶体系的3.2倍。
目前研究团队正开发水体激活技术，计划使材料在接触淡水或海水时自动启动降解程序。虽然现阶段实验仅针对聚己内酯，但研究人员表示，这种生物协同降解机制具有普适性，经过适当调整可应用于PET、PE等常见塑料的降解处理。
