在酶作為生物催化劑的幫助下，塑料材料聚氨酯和聚乙烯醇現在可以在溫和的條件下進行降解。
格賴夫斯瓦爾德大學的科學家們與德國公司科思創以及來自萊比錫和都柏林的團隊共同開發了相應的方法，最近在化學領域權威雜志《Angewandte Chemie國際版》上分別發表了兩篇文章。因此，這意味著建立一個可持續和環保的流程來回收這些聚合物是有可能的。
這有助于解決世界范圍內的塑料垃圾問題，以這兩種大規模工業生產的合成聚合物為例。
塑料目前在建筑材料、電絕緣、飲料和食品包裝、紡織品和許多其他應用領域的生產中不可或缺。不幸的是，合成聚合物的大規模生產，特別是用于包裝材料的合成聚合物，已經給環境帶來了巨大的浪費問題。聚氨酯和聚乙烯醇聚合物約占歐洲塑料產量的8%。
幾年來，實現塑料環保回收的方法一直是人們深入研究的主題。這不僅可以緩解環境污染，還可以減少化學制造新塑料所需的化石原料。此外，目前焚燒塑料垃圾的垃圾焚燒廠排放的溫室氣體CO2將減少。
聚氨酯用于生產床墊、保溫材料、熱塑性彈性體（如運動鞋）和涂料（密封劑、膠粘劑、涂料）。雖然降解這些化合物的化學方法已經被開發出來，但由于需要高溫和高壓，它們也消耗大量的能量。
使用微生物或酶作為天然生物催化劑的生物技術方法是一種替代方法，因為它們能夠在不超過40°C的適度溫度下進行降解，特別是循環利用——分離出原料來制造新的塑料，而且不使用化學試劑。
格賴夫斯瓦爾德大學生物化學研究所的Uwe Bornscheuer教授的團隊與科思創公司的科學家一起，現在已經確定了關鍵的酶，它們能夠在化學預處理后將聚氨酯降解成其組成原料。
格賴夫斯瓦爾德大學博士生Yannick Branson 表示：“尋找這些特定的生物催化劑是非常費力的，因為我們必須篩選出大約200萬個候選酶，以便發現前三種酶，這些酶被證明能夠打破聚氨酯中存在的特殊化學鍵。”
格賴夫斯瓦爾德大學Uwe Bornscheuer教授進一步解釋說：“有了這一突破性的發現，我們現在有了先決條件，可以利用蛋白質工程的方法對這些生物催化劑進行定制設計，旨在開發聚氨酯的工業回收。”
科思創生物技術能力中心負責人Gernot Jäger博士補充道：“利用這些新發現的酶，我們更加接近我們的目標，即實現聚合物行業的循環經濟。”
聚乙烯醇（PVA）具有多種特性，也被廣泛使用，例如用于纖維的涂層和包裝的薄膜。到目前為止，還沒有成熟的工藝來降解PVA。在這里，Bornscheuer教授的團隊與都柏林大學的聚合物專家和萊比錫的科學家一起開發生物技術工藝的基本原理。PVA的降解可以通過三種不同的酶的巧妙組合來實現，然后這些酶能夠以逐步的方式改變聚合物，獲得聚合物的碎片，然后可以用于其回收。
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科思創轉向利用生物技術開發可持續塑料
科思創正在拓展其在工業生物技術領域的能力。這家塑料制造商打算越來越多地利用微生物和酶，使其產品和工藝更具可持續性。特別是，科思創還將開發基于生物技術的新回收工藝。為此，公司的生物技術能力中心現已擴大，包括一個公共資助的研究小組。與此同時，科思創公司通過努力取得了進展，首次在微生物的幫助下完全利用植物生產出重要的化學品苯胺。
科思創公司首席執行官Markus Steilemann博士稱："生物技術在以更加環保和高效的方式生產塑料方面具有巨大的潛力。作為一家以創新為導向的公司，我們希望拓展我們在這個領域的能力。特別是，我們希望這能進一步刺激循環經濟，為此目標我們正全力以赴。"
為了更好地挖掘工業（"白色"）生物技術在塑料生產中的潛力，一個酶催化劑初級研究小組，簡稱NEnzy，現已在科思創成立了。它將獲得德國聯邦教育和研究部為期五年的、金額為250萬歐元的資助，并且將與德國亞琛工業大學展開緊密合作。
這個新小組正致力于通過酶催法回收報廢產品和塑料垃圾。研究人員還希望利用酶來處理塑料生產中的廢水。另一個重點是在自然界中有針對性地徹底分解廢舊塑料。
科思創已經在利用生物技術研究和開發可持續生產苯胺的新方法。這種基礎化學品在全球塑料生產中發揮著重要作用。到目前為止，它幾乎是完全從化石原料（如石油）中獲得，而提煉石油會釋放出二氧化碳。科思創需要用苯胺來生產MDI，MDI用于制造建筑和制冷設備的絕緣泡沫。
與來自工業界和科學界的合作伙伴一起，科思創已經開發出一種開創性的工藝，利用微生物以環保的方式通過植物原料（如秸稈或甜菜）生產苯胺。完全生物基的苯胺已經通過這種方式獲得，并被成功地加工成測試產品。現在，這個已經贏得了幾個獎項的工藝將在更大的范圍內得到進一步發展。該項目是由德國聯邦食品和農業部的公共基金資助的。
科思創和美國生物技術公司Genomatica通過成功合作，實現了另一種涂料和膠粘劑原料（HMDA）在生物技術的幫助下以植物為原料進行的大規模生產。
