通过化学和生物过程使塑料更可回收

梅丽莎Tumen-Velasquez 研究人员Melissa Tumen-Velasquez研究微生物,了解微生物如何消耗塑料,并将其分解成化学成分,用于制造更高价值的产品。信贷:
梅丽莎Tumen-Velasquez

研究人员Melissa Tumen-Velasquez研究微生物,了解微生物如何消耗塑料,并将其分解成化学成分,用于制造更高价值的产品。来源:橡树岭国家实验室

从苏打瓶到汽车保险杠到管道,电子和包装,塑料已成为我们生活的无处不在的一部分。材料的进步使塑料低成本,灵活,卫生,轻巧,耐用,随时可用。据环境保护局循环,虽然一些塑料是可回收的,但2017年的全国大约8.4%。绝大多数人正在堆积在我们的垃圾填埋场和海洋中。

为了帮助解决这个问题,能源部橡树岭国家实验室的研究人员正在加入生物优化的技术,使热塑性塑料从垃圾填埋场和环境中保持垃圾填埋场和环境,或者瓶子联盟。

与其他国家实验室合作,Ornl科学家将支持开发新的塑料,这些塑料是可回收的,定制微生物和流程,将目前塑料分解成可用于制造高价值产品的化学积木。

这些努力同时旨在减少垃圾填埋场的废物,并通过可再生的有价值的化学品来发展国家的生物经济。

“基本上发现了塑料污染,各地的研究人员正在寻找它,”全国可再生能源实验室高级研究员,并为瓶子联盟领导的高级研究员Greg Beckham说。“除了在垃圾填埋场积累并在海洋中创造垃圾补片外,最近的工作表明,微塑料颗粒在我们的荒野地区累积,以惊人的速度 - 每年超过1000公吨,通过西联合国偏远地区的风雨下降状态。”

他补充说:“这个联盟最大的优势在于,每个合作伙伴都有激情,为了解决世界上最大的环境问题之一的共同目标而共同努力。”

亚当·格斯和梅丽莎·图曼-维拉斯克兹

研究人员亚当·格斯(Adam Guss)和梅丽莎·图曼-维拉斯克兹(Melissa Tumen-Velasquez)研究微生物,了解微生物如何消耗塑料,并将它们分解成化学成分,从而用于制造更高价值的产品。来源:橡树岭国家实验室

瓶队团队将共同开发新的,选择性和可扩展的技术,以使用化学和生物过程的组合解构今天的塑料品。然后将解构的原料可以升级为高价值材料或用于制造新的塑料品,该塑料商品旨在促进循环回收。

ORNL的亚当·格斯(Adam Guss)正在领导一项研究,重点是利用生物手段将废旧塑料改造成新的、更有价值的化学物质。Guss是生物科学部的一名遗传和代谢工程师,他正在开发新的工具来修改非模型微生物,这些微生物很难在实验室中生长,也没有像模型微生物那样得到充分的研究大肠杆菌和酵母。

最近,他领导了一个ORNL的团队,他们改造了一个微生物,使其同时消耗木质纤维素生物质中最丰富的五种成分,这是朝着将植物转化为可再生燃料和化学品的经济有效的生化转化过程迈出的重要一步。

GUSS热烈了解将类似的工具和方法应用于工程到Upcycle Plastics。

“环境中的微生物具有令人惊叹的基因和代谢途径,可以非常有用,可以对新化学品转化为新化学品,但是尚未发现这些生物中的许多生物体,”Guss说。“通过寻找这些生物并发现所涉及的基因,我们可以设计微生物以将复杂的塑料废物转化为新的工业化学品。”

GUSS和合作者现在正在分离来自土壤,堆肥和其他可以在解构塑料上生长的环境的细菌。通过更好地了解目标微生物及其现有的代谢途径,GUSS和他的合作者可以增强生物体在消耗塑料中的效率并将其转化为新分子。这些生物过程可以产生生产下一代易于循环塑料所需的化学成分。

贝克汉姆说:“尽管塑料是现代生活的必需品,但塑料垃圾可以在生物圈中存活几个世纪。”“我们需要在全球范围内采取紧急行动,遏制进入垃圾填埋场和自然界的塑料不断增加的趋势。克服这些挑战是BOTTLE的核心使命。”

BOTTLE的研究人员来自国家可再生能源实验室,ORNL,阿贡国家实验室,洛斯阿拉莫斯国家实验室和SLAC国家加速器实验室;科罗拉多州立大学;麻省理工学院;蒙大拿州立大学;西北大学;和朴茨茅斯大学

努力是DOE塑料创新挑战的重要组成部分,旨在加速高能节能塑料回收技术的创新到2030年。该研究由DOE生物能源技术办公室和先进的制造办公室资助,在能源效率和可再生能源办公室内。

2的评论有关“利用化学及生物方法使塑胶更可循环再造”

  1. 我的感觉是已经太晚了。世界造成塑料。印度亚大陆的整个“河流”和进一步的东部,每天都会加载塑料和更多。人们将停止的唯一方式是对回收它有一些重大的财务优势。我们多年前用玻璃瓶做了它。我们可以用塑料来做。

  2. 我同意政府推动的财政激励和抑制措施是推动循环利用的关键。我还希望通过法律限制3种塑料的包装应用来简化这个问题:LDPE/HDPE, PP.和PET,用非常明显的标记来帮助消费者按类型区分。

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