香港於2023年棄置的塑膠購(gòu)物袋數(shù)量達(dá)37.2億個(gè)，相等於平均每日丟棄逾1,000萬(wàn)個(gè)。為減低塑膠污染，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，嶺南大學(xué)（嶺大）跨學(xué)科學(xué)院的學(xué)者及其研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種嶄新的環(huán)保生物塑膠物料，它突破傳統(tǒng)塑膠的限制，能在一般環(huán)境下，於最短29天之內(nèi)自然降解為水和二氧化碳等無(wú)害物質(zhì)，為全球減緩塑膠污染提供可行的解決方案。有關(guān)論文《可循環(huán)再造的生物塑膠材料》近日已於國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》發(fā)表。
研究團(tuán)隊(duì)包括嶺大跨學(xué)科學(xué)院院長(zhǎng)及跨學(xué)科講座教授陳曦教授，以及跨學(xué)科學(xué)院助理教授柯宇杰教授（論文第一作者），他們聯(lián)同美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)、以色列希伯來(lái)大學(xué)、新加坡科技研究局、新加坡南洋理工大學(xué)、新加坡國(guó)立大學(xué)、新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)等專家學(xué)者，聯(lián)合開發(fā)一種新型環(huán)保生物塑膠?可降解、可循環(huán)再造，採(cǎi)用多醣及源自天然植物和生物廢棄物的基因分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成。與一般塑膠的耐用性相若，新型環(huán)保生物塑膠除了防水，亦可加工製成堅(jiān)固的膠片或膠粒。
團(tuán)隊(duì)在模擬真實(shí)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，以新型環(huán)保生物塑膠製成的匙羹，與全球普及使用的「聚乙烯」（Polyethylene, PE）製成的傳統(tǒng)塑膠匙羹，一同埋在常溫環(huán)境下的土壤中，新型環(huán)保生物塑膠匙羹可在最短29天內(nèi)自然完成降解，並完全消失，分解成水和二氧化碳，過程由土壤中的天然微生物推動(dòng)。相比之下，傳統(tǒng)塑膠匙羹並沒有分解，維持原狀。測(cè)試亦證實(shí)，新型環(huán)保塑膠的基因分子結(jié)構(gòu)具生物相容性，在特定條件下可被水溶解，回收後亦能循環(huán)再製成新的塑膠；而遇到一般油、酒精或清潔劑等常見的有機(jī)溶劑時(shí)，仍能保持一定穩(wěn)定性，不會(huì)輕易溶解，以確保其使用的安全性。
此外，新型環(huán)保塑膠物料具有「自我修復(fù)」功能，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，若物料表面遇到輕微破損，只要於常溫下在裂縫或刮痕加入少量水，其化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠重新結(jié)合，恢復(fù)原來(lái)的分子結(jié)構(gòu)及承載能力，過程中不需要額外加熱或經(jīng)化學(xué)處理。對(duì)比現(xiàn)時(shí)市面流通的「可降解生物塑膠」，例如聚乳酸（PLA）需要在工業(yè)級(jí)環(huán)境才能降解，而且降解後的混合物亦不適宜成為再生原料製成新塑膠袋，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新物料真正做到循環(huán)再用。
新型環(huán)保塑膠物料具有「自我修復(fù)」功能，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，若物料表面遇到輕微破損，只要於常溫下在裂縫或刮痕加入少量水，其化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠重新結(jié)合，恢復(fù)原來(lái)的分子結(jié)構(gòu)及承載能力。
研究團(tuán)隊(duì)指出，這種物料的另一個(gè)重大突破，是其在降解過程中產(chǎn)生的「微塑膠」殘留量極低，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中亦證實(shí)其體內(nèi)沒有殘留微塑膠，這意味著新型物料能有效解決目前全球最棘手的環(huán)境議題之一?微塑膠污染。微塑膠是由大型塑膠製品分解而成，廣泛存在於海洋及土壤中，如何防止其進(jìn)一步擴(kuò)散成為科研焦點(diǎn)。是次研究成果正好回應(yīng)這一迫切問題，既可加快處理回收塑膠，減少碳排放，亦能避免對(duì)環(huán)境和人體造成二次污染，更符合環(huán)保要求。
嶺大跨學(xué)科學(xué)院院長(zhǎng)及跨學(xué)科講座教授陳曦教授表示，塑膠的分解需時(shí)可以達(dá)至數(shù)百年，對(duì)堆填區(qū)造成長(zhǎng)期負(fù)擔(dān)，而且對(duì)海洋生態(tài)與公共衛(wèi)生亦構(gòu)成威脅。他表示：「這項(xiàng)新型物料的用途不止於膠袋，未來(lái)更有潛力應(yīng)用於其他塑膠用品，包括一次性餐具等日常用品。此外，其分子結(jié)構(gòu)亦能精確加工至納米尺寸，製成精細(xì)的微型部件，應(yīng)用於電子產(chǎn)品或高科技材料。而新型物料在正常使用下不會(huì)溶於水中，回收後在水中加入特定酵素，最快可於120分鐘內(nèi)完全分解。團(tuán)隊(duì)相信，此創(chuàng)新的材料科學(xué)突破，能從源頭減少塑膠對(duì)環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)。」
嶺大跨學(xué)科學(xué)院助理教授柯宇杰教授表示，現(xiàn)時(shí)大部分商業(yè)塑膠來(lái)自不可再生的化石燃料，加劇碳排放及對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。他表示：「新研發(fā)的生物塑膠屬於可持續(xù)的替代品，其生產(chǎn)所涉及的碳足跡大幅低於大部分商用塑膠，團(tuán)隊(duì)希望能在零售業(yè)推出新型的購(gòu)物袋，配合回收和循環(huán)再造，顯著減輕香港堆填區(qū)的壓力。研究團(tuán)隊(duì)亦正與多個(gè)國(guó)際合作夥伴探討應(yīng)用方案，包括在食品包裝、購(gòu)物袋、物流配送及農(nóng)業(yè)等範(fàn)疇進(jìn)行初步測(cè)試，期望推廣新型物料逐步替代傳統(tǒng)塑膠，並推動(dòng)各行各業(yè)朝向『零塑未來(lái)』，為全球可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)?！?/p>
本次跨學(xué)科研究結(jié)合化學(xué)工程、環(huán)境科學(xué)與材料科技的成果，與聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）中有關(guān)負(fù)責(zé)任消費(fèi)與生產(chǎn)（SDG12）及氣候行動(dòng)（SDG13）的目標(biāo)互相呼應(yīng)。嶺大近年積極推動(dòng)跨學(xué)科研究與創(chuàng)新，並致力於應(yīng)對(duì)氣候變化與環(huán)境污染等全球挑戰(zhàn)。此次新型可降解塑膠物料研發(fā)的突破，展現(xiàn)香港高等教育在推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展方面的重要角色。
?。ㄓ浾?楊琪 圖源 嶺南大學(xué)）
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