每個人每年平均使用 30 公斤塑料。鑒于目前全球預期壽命約為 70 歲，每個人一生中將丟棄約兩公噸塑料。將其乘以地球上不斷增長的人口數(shù)量，總數(shù)是驚人的。有鑒于此，EPFL 工程學院正教授兼超分子納米材料與界面實驗室負責人 Francesco Stellacci 開始思考是否有辦法解決廢舊塑料的問題并更有效地回收利用。Stellacci 與 EPFL 生物工程研究所的 Sebastian J. Maerkl 教授建立了合作關系，他們決定共同為博士生 Simone Giaveri 提供建議，該團隊根據(jù)科學研究發(fā)表了其結論，先進材料。
在審查了現(xiàn)有的塑料回收選項后，工程師們決定想出一種全新的方法。“當我們使用可生物降解塑料時，降解過程會留下必須儲存或掩埋的殘留物。為此分配的土地越多，可用于耕種的土地就越少，并且需要考慮環(huán)境后果，因為生物降解產物必然會改變該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，”Stellacci 說。那么我們如何才能想出一個全面的解決方案來解決回收塑料的問題呢?部分答案很可能來自大自然本身。
一條珍珠項鏈
蛋白質是構成我們世界的主要有機化合物之一。與 DNA 一樣，它們也是聚合物家族的一部分。蛋白質是分子或單體的長鏈，稱為氨基酸。“蛋白質就像一串珍珠，每顆珍珠都是一種氨基酸。每顆珍珠都有不同的顏色，顏色順序決定了串的結構，從而決定了它的屬性。在自然界中，蛋白質鏈分解成氨基酸成分，細胞將這些氨基酸重新組合在一起形成新的蛋白質，也就是說，它們會產生具有不同顏色序列的新珍珠串，”Giaveri 說。
在實驗室中，Giaveri 最初嘗試在生物體之外復制這種自然循環(huán)。“我們選擇了蛋白質并將它們分成氨基酸。然后我們將氨基酸放入一個無細胞生物系統(tǒng)中，該系統(tǒng)將氨基酸組裝回具有完全不同結構和應用的新蛋白質，”他解釋說。例如，Giaveri 和 Stellacci 成功地將絲綢轉化為用于生物醫(yī)學技術的蛋白質。“重要的是，當你以這種方式分解和組裝蛋白質時，產生的蛋白質的質量與新合成的蛋白質的質量完全相同。事實上，你正在構建新的東西，”Stellacci 說。
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