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手持塑料颗粒污染海滩的特写镜头
塑料有很多种,但阿鲁姆·韩博士的研究将专注于降解包装中最常见的两种塑料——聚苯乙烯和聚乙烯。|图片:盖蒂图片社

塑料是现代生活的一部分,是社会进步不可或缺的一部分。尽管如此,它的使用仍会对全球环境造成危害。塑料垃圾,尤其是混合塑料垃圾,很耐用,最终会被扔进垃圾填埋场和环境中。

德克萨斯农工大学和俄克拉何马大学的研究团队将建立一种有效的塑料垃圾生物降解策略,这要归功于一种生物降解策略200万元资助国家科学基金会的研究与创新前沿项目

根据美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)的数据,据估计,美国产生的塑料垃圾中只有约9%得到了回收,其余的都被扔进了垃圾填埋场、焚化炉或海洋环境。由于这些塑料分解需要时间,美国国家海洋和大气管理局估计,它们将在那里存在100年或更长时间。

“这项研究的目标是开发可以缓解这一问题的技术和方法,特别是通过分解塑料垃圾,然后将降解产物转化为高价值产品,”德克萨斯农工大学电气与计算机工程系教授、该项目的首席研究员阿鲁姆·韩博士说。“建立有效的塑料垃圾生物降解战略将改变游戏规则,克服日益严重的全球环境和健康问题。”

该团队将利用微生物、真菌和细菌来分解塑料部件,这些塑料部件可以用作其他材料生产的原料。

“我们的多学科研究团队,具有微流体工程、合成生物学和微生物学方面的专业知识,将共同努力,破译这些微生物如何降解塑料垃圾,并利用这些信息改造细菌细胞,提高降解效率,”韩说。“我们还将利用不同细菌和真菌的混合物作为一个联合体来提高塑料降解效率,模拟微生物在分解自然界中复杂材料时的共同作用。”

我们的多学科研究团队拥有微流体工程、合成生物学和微生物学方面的专业知识,他们将共同努力,破译这些微生物如何降解塑料垃圾,并利用这些信息改造细菌细胞,提高降解效率。

韩海璐博士

塑料有很多种,但这项研究将重点降解包装中最常见的两种塑料——一次性咖啡杯中使用的聚苯乙烯和包装薄膜中常用的聚乙烯。该团队已经分离出几种不同的细菌和真菌,这些细菌和真菌有望降解这些塑料。

除了韩某之外,还有共同负责人朱学军博士而且孙青博士德克萨斯农工大学阿蒂·麦克费林化学工程系的助理教授;沈元宝博士德克萨斯农工大学(Texas A&M)植物病理学和微生物学系教授兼副系主任;bob最新版本通关以及俄克拉荷马大学环境基因组学研究所的研究科学家周爱芬博士。

Han将利用高通量微流控设备从微生物文库中筛选数百万个单个菌株/变体,以确定塑料降解和再利用中最有效的微生物。

Zhu是合成生物学、天然产物发现和微生物工程方面的专家,他将致力于塑料降解产物的鉴定和酶的发现,并利用这些知识通过定向进化来提高塑料降解酶的效率。

Sun是合成生物学和微生物工程方面的专家,他将致力于工程细菌,并创建一个可以更有效地降解塑料垃圾的细菌群落。

Shim是真菌生物学和遗传学方面的专家,他将研究降解塑料的真菌,确定它们的机制和最有效的菌株,然后创建量身定制的合成真菌-细菌联盟,以提高塑料降解的潜力。

周是一名环境微生物学和分子生物学专家,一直致力于从粉虫肠道微生物群和自然风化的塑料废物样本富集中分离塑料降解微生物菌株,这是该项目将使用的细菌和真菌的来源。她将继续致力于从环境中分离和识别最有前途的塑料降解微生物。

他说:“我们将利用多种工程微生物‘联合体’来降解塑料垃圾,这样我们就可以处理混合塑料垃圾了。”“与此同时,我们将利用最新的合成生物学技术来改造微生物,使它们可以利用降解产物作为来源,创造高价值的产品。”

作为拨款的一部分,该团队将通过接触高中和本科水平的多学科科学和工程来培训下一代研究人员。该团队还将创建在线学习模块、演示文稿和社交网络材料,在学术界和公众之间建立伙伴关系,以交流和提高对塑料垃圾的未来和生物修复潜力的科学认识。

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