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[美国新闻] 让细菌帮助分解塑料,两个女生计划把它变成一个生意

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发表于 2016-5-23 02:02 | 显示全部楼层 |阅读模式

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宾夕法尼亚大学的本科生姚佳韵和汪郁雯拿到了价值 3 万美金的帕尔曼大奖。除此之外,她俩还从沃顿商学院领取了包括沃顿社会影响奖等 4 个大奖。

让姚佳韵和汪郁雯获得种种殊荣的是她们从高中就一直关注的一个科学研究项目——关注海洋污染,分解海洋漂浮塑料污染物。

现在,凭借着这个项目,两人已申请了两项专利,还成立了 BioCellection 公司,筹集了 40 万美元。

2011 年,姚佳韵和汪郁雯一起参观了温哥华废物转移站, 看到了非常多的塑料垃圾。 

“我们意识到,当塑料垃圾聚集到垃圾场的时候, 是很难将它们分类的,因为他们的密度很接近, 而且,当这些塑料跟有机物 以及建筑碎片混合的时候,几乎不可能将它们筛选出来并环保地处理掉。” 姚佳韵说。

“根本没有办法让人们停止使用塑料。”汪郁雯说,“塑料需要成百上千年才能生物降解。 所以,我们想,与其等待这些垃圾慢慢堆积, 不如想个办法用细菌分解。”

当时还在念高三的两个人起草了研究提案,将目标放在了日常塑料制品的添加剂邻苯二甲酸酯,这种原料通常用来增加塑料的柔软度,耐久性以及透明度。由于邻苯二甲酸酯并没有共价绑定在塑料聚合物主链上,因而它们可以轻易地进入环境,通过皮肤接触、吞食等方式被人类吸收。

在确定了研究对象后,姚佳韵和汪郁雯确定了研究的具体范围,并做了研究假设:以加拿大第十长的菲沙河为研究对象,假设这条河的周边有已经被邻苯二甲酸酯污染的地区,同时有可以存活的细菌,那么有可能也许这些细菌可以进化到分解邻苯二甲酸酯。

如果这个假设成立,那么,就可以找到把邻苯二甲酸酯通通都吃掉的细菌。

两人从菲沙河周边三个不同地点采集土壤样本,想要从上千种细菌中找出可以分解邻苯二甲酸酯的细菌。随后,用邻苯二甲酸酯作为培养基中的唯一碳源。这意味着,如果有任何细菌可以在培养基中生长,那么他们必然可以靠邻苯二甲酸酯存活。

当然,这个过程中也发生了试验变量的失控。

汪郁雯意外打破了装有第三个加富培养基的烧瓶,不得不用漂白剂跟酒精将细菌培养室擦洗了两遍。这个意外让她们转入对污染程度相反地点所采集到的细菌降解能力的比较研究。

在监测了邻苯二甲酸酯使用率跟细菌增长率后, 两个“科学家”发现这两者呈现出负相关,即当细菌数量增长时, 邻苯二甲酸酯浓度就会降低。 这也就证明了她们最初的假设:细菌实际上是靠邻苯二甲酸酯存活的。

接下来两个人从这些细菌中提举了酶样本,并跟一种邻苯二甲酸媒介进行了化学反应,结果是,细菌可以将邻苯二甲酸酯这样一种有害毒素转化成二氧化碳、水还有酒精。

不过,姚佳韵和汪郁雯并不是发现细菌可以用来分解邻苯二甲酸酯第一人, 她们研究成果的意义在于,她们是第一个对本地的河流进行调查并找出方法解决本地问题的人。

客观上说,她们的研究成果只能算是“塑料降解”这个课题当中的一个小分支,也暂时还无法解决固体塑料垃圾的问题。今年 3月,来自日本京东工艺纤维大学的 Kohei Oda 博士和庆应义塾大学的 Kenji Miyamoto 还在 Science 杂志上公布了另一项有关塑料降解的研究成果,他们发现了可以“吞噬”PET的细菌,Ideonella sakaiensis。PET 的全名是聚对苯二甲酸乙二醇酯,是另一种经常用来制作矿泉水瓶、果汁瓶、碳酸饮瓶的原材料,这一类塑料被简称为 PET 塑料。

而姚佳韵和汪郁雯研究的邻苯二甲酸酯是对 PVC 塑料中常用的一种添加剂,和两位日本科学家的研究对象并不一样。

因此,也有人对姚佳韵和汪郁雯两人的研究提出了质疑。“研究结果是利用细菌降解塑料中的邻苯二甲酸酯,而不是降解塑料本身。此外没有详细说明机理。国内理工科这类科研成果很多,俗称“学术垃圾”,特点是既没有原理上的突破,也没有技术上的改进。”知乎上一位叫高展的用户评价,“考虑到年龄,国内的‘中学生科技创新大赛’可以类比。”

不过,按照社会学的说法,人类历史上所有的创新和发明不外乎分为两种:一种是真正意义上的发明,另一种就是在前人的创新基础上做出微小的改进。后一种美其名曰“站在巨人的肩膀上”,这大概也是姚佳韵和汪郁雯的 BioCellection 在做的事情。

2013 年,姚佳韵和汪郁雯还带着她们的这个实验故事去了 TED 做演讲。现在,她们的公司 BioCellection 想用这种细菌吃塑料的办法来解决海滩清洁的问题,另一个可能性是为纺织工业制造某种副产品。

今年夏天,BioCellection 可能将尝试在中国开工,计划在两年内实现商业化。按照汪郁雯的算法,每公升的细菌可以解决掉 9 克的塑料。她估计,15 万公升细菌将会消耗 2 万美金。

题图和文内图来自:fastcoexist.vancouversunpi.tedcdn



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