加利福尼亚大学伯克利分校的科学家们发明了一种新技术，只需加热和适量水，便可使可堆肥塑料在几周内分解。

这项新技术理论上适用于各种类型的聚酯塑料，也许可以制造可堆肥的聚酯塑料包装，来替代不可降解的聚烯烃塑料，让聚烯烃塑料用于制造更高级的产品。

徐是描述这一过程的论文的资深作者，这篇论文将发表在4月21日的《自然》杂志上。

左图：一种改性过的塑料

右图：在标准堆肥中仅仅三天就分解了，两周后完全分解

这种新工艺是将聚酯吞噬酶嵌入塑料中。这些酶是由一个简单的聚合物包裹保护，防止酶解开而失活。当遇到高温和水时，这种酶不再受聚合物外壳的影响，开始将塑料聚合物大口吞入其构件中ーー就PLA而言，将其降解为乳酸，以便在堆肥中培养土壤中的微生物。聚合物的包覆也会降解。

徐的想法是将纳米尺度的聚合物吞噬酶直接嵌入到塑料中，并将它们隔离和保护起来，直到遇到适当的条件才释放它们。

她开发了一种叫RHPs（随机杂聚物）的分子，由四种类型的单体亚基组成，每种单体的化学性质都是为了与特定酶表面的化学基团相互作用而设计的，RHPs包裹着吞噬酶，将其轻轻地固定，既能起到保护作用，又不会使酶失活或提前生效。当遇到高温和水时，吞噬酶不再受RHPs的限制，开始将塑料聚合物大口吞入其构件中，这种酶可以把聚乳酸完全降解成乳酸，以达到堆肥的作用。另外，RHPs自身也会在紫外线的照射下降解掉。

表面降解 VS 嵌入式降解

如图A所示，脂肪酶（绿球）之类的酶可以从表面降解塑料聚合物（左上方），但它们会随机切割聚合物链，而在后面留下微塑料（右上方）。

如图B所示，将酶嵌入整个塑料中（左下），并由纳米团簇（彩球链）保护。嵌入的酶固定在聚合物链末端附近，并且在适当的热量和水分条件下，会从末端降解聚合物分子。该技术在使用过程中保持了塑料的完整性，但是当用户触发解聚反应时，塑料会一直下降到可回收的小分子副产物。

图B的工艺就是徐所用的工艺，用这种工艺技术制造的塑料，超过98%能降解成小分子，而非微塑料。

RHPs浓度小于塑料重量的1%，添加量低到不会影响塑料的加工和使用性能。徐将数十亿这种纳米粒子嵌入到塑料粒料中，包裹 rhp 的酶并没有改变塑料的性质，可以在170摄氏度或338华氏度左右的温度下熔化并挤压成纤维，与普通塑料无异。

只需要加水和一点点热量，就可以引发降解。在室温下，80%的改性聚乳酸纤维在一周内完全降解。温度越高，降解速度越快。在工业堆肥条件下，改性聚乳酸在50摄氏度(122华氏度)下6天内降解。

聚乳酸(PLA)塑料薄膜 

左图：放入堆肥

右图：堆肥一周后

另一种聚酯塑料，PCL (聚己内酯) ，在40摄氏度(104华氏度)的工业堆肥条件下，两天内就会降解。对于 PLA，她植入了一种叫做蛋白酶 k 的酶，这种酶可以将 PLA 咀嚼成乳酸分子; 对于 PCL，她使用脂肪酶。两者都是廉价且容易获得的酶。

改性聚酯在较低的温度下或在短暂的潮湿期间不会降解。室温下浸泡在水中三个月不会导致塑料降解。

左图：PCL（聚己内酯）塑料丝 

右图：带有RHP的脂肪酶的纳米簇，在温水40℃下，在36小时内几乎完全降解成小分子