高育紅

據(jù)了解，每年我國的包裝廢棄物約200多萬噸，其中有近5％為石油塑料制品垃圾。石油塑料制品的成分主要是聚乙烯或聚苯乙烯，如果直接焚燒這些垃圾，在燃燒過程中會產(chǎn)生對人體致癌的物質(zhì)。假如填埋，它們歷經(jīng)百年也不會降解，更會污染海洋環(huán)境，導(dǎo)致耕地板結(jié)，嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡。最近，一種利用生物技術(shù)制造的新型植物塑料的問世扭轉(zhuǎn)了這一局面。

所謂植物塑料是指由玉米或甘蔗等制造的聚乳酸塑料?，F(xiàn)在使用植物塑料的實(shí)用化產(chǎn)品已有農(nóng)業(yè)用的地膜和快餐盒等。另外，部分電器產(chǎn)品和服裝等也開始使用了植物塑料。植物塑料一直以來被視為與環(huán)境親和的“生物分解塑料”之一。所謂生物分解塑料，是指在自然界中能夠通過微生物的作用將其分解為水和二氧化碳的塑料。

但是，與以往出自石油或天然氣的塑料相比，植物塑料存在制造成本高，以及60攝氏度以上易變形等缺點(diǎn)，目前還沒有大范圍地推廣應(yīng)用。但是，科學(xué)家預(yù)言有望在5年內(nèi)植物塑料將全面取代石油化工塑料。

技術(shù)有待提高

那么，玉米、甘蔗等植物是如何造出塑料的呢?首先，從玉米、甘蔗等植物中萃取出淀粉；接著，用酶將淀粉分解制成麥芽糖或葡萄糖；然后，將麥芽糖或葡萄糖供給微生物食用并發(fā)酵，制造出乳酸：最后，將乳酸聚合，造出聚乳酸。這樣制作的聚乳酸材料十分堅(jiān)硬，并具有極高的透明度。但是聚乳酸單晶在室溫下接近玻璃的性質(zhì)，稍加沖擊馬上就會碎裂。如果想作為塑料使用，還需要通過摻加柔順的化合物。另外，由于聚乳酸的熔點(diǎn)只有170攝氏度，作為商品，還必須提高它的耐熱性和強(qiáng)度。

聚乳酸是螺旋結(jié)構(gòu)的高分子，如果讓它結(jié)晶，雖可增加耐熱性或強(qiáng)度，但會失去透明度。反之，如果保持透明度，則只能在60攝氏度以下使用。此外，還存在其結(jié)晶速度慢等問題。

聚乳酸塑料最大特點(diǎn)是在自然界中容易分解。在聚乳酸塑料中加上水，即可變成容易分解的酯。把聚乳酸塑料放入堆肥中，首先通過水分和酶的分解，變成乳酸：再經(jīng)被稱為需氧菌的微生物食之并代謝，最終被分解為水與二氧化碳。而二氧化碳和水原本就是植物從大自然中吸收來的，所以，從整體來說它沒給環(huán)境增加負(fù)擔(dān)。

優(yōu)勢卓越明顯

用聚乳酸塑料制造的產(chǎn)品具體有什么價(jià)值呢?首先，這些塑料來自植物，作為材料來源它優(yōu)于石油化工塑料。其次，植物能夠通過種植獲得，所以聚乳酸塑料可說是再生資源或可持續(xù)使用的材料。另外，使用谷物為主制造的聚乳酸，不論是焚燒還是在自然界中分解，都不會對環(huán)境增加負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)在世界生產(chǎn)石油化工塑料的年產(chǎn)量是1.5億噸。如果用聚乳酸制造塑料，這就減少了石油或天然氣的消耗。這對化石燃料面臨枯竭的現(xiàn)狀，無疑是一個最大的福音。

另外，焚燒廢棄的石油化工塑料，等于把埋在地下的化石燃料中的二氧化碳釋放到大氣中，這無疑加深了日益嚴(yán)重的全球變暖問題。如果使用吸收二氧化碳的植物來制造聚乳酸塑料，可使大氣中的二氧化碳得到更好的循環(huán)。

醫(yī)用領(lǐng)域廣泛

除了日常用品中的廣泛適用外，聚乳酸植物塑料在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用優(yōu)勢尤為突出，也是目前應(yīng)用得最為成功的領(lǐng)域。第一是制作醫(yī)用骨釘。以前治療骨折等骨科疾病使用的是不銹鋼骨釘，病人必經(jīng)兩次手術(shù)才能治愈。即第一次手術(shù)用鋼釘把骨折復(fù)位固定，待骨頭長好后，再動第二次手術(shù)，把鋼釘取出。使用聚乳酸植物塑料只需一次手術(shù)植入骨釘，病愈的同時(shí)，骨釘也降解在人體內(nèi)。因?yàn)榻到猱a(chǎn)生的是二氧化碳和水，所以不會對人體產(chǎn)生不良后果。雖然，目前聚乳酸植物塑料骨釘?shù)膬r(jià)格比不銹鋼骨釘高出50％左右，但是多數(shù)患者為了避免兩次手術(shù)的痛苦，還是選擇聚乳酸植物塑料骨釘。

另一方面，將聚乳酸植物塑料制成人工臟器的骨架研究也在進(jìn)行。例如有專家正在聚乳酸植物塑料肝骨架的整個表面上培養(yǎng)肝細(xì)胞，制造人造肝臟。用這種方法制造的人造肝臟移到體內(nèi)，作為骨架部分的聚乳酸植物塑料在體內(nèi)不久就會被分解吸收，最后留下了與骨架同樣形狀的肝臟。這是有效利用聚乳酸植物塑料生物分解性質(zhì)的典范。

來源越來越廣

要使聚乳酸植物塑料普及，還有一些問題必須解決，如制造成本高的問題。但隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的不斷提高，聚乳酸塑料必將受到大眾的歡迎。為此，聚乳酸植物塑料肯定有廣闊的發(fā)展前景。

如何供應(yīng)作為聚乳酸原料的谷物呢?現(xiàn)在其主要原料是玉米?？茖W(xué)家建議應(yīng)從數(shù)量上占優(yōu)勢的淀粉資源“大米”著手，制造聚乳酸植物塑料?？茖W(xué)家關(guān)注大米生產(chǎn)聚乳酸植物塑料的另一個理由是，聚乳酸螺旋結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向不同，可分為L聚乳酸和D聚乳酸?，F(xiàn)在制造的聚乳酸幾乎都是L聚乳酸。

目前科學(xué)家已經(jīng)成功地從大米中制造出D聚乳酸，并發(fā)現(xiàn)了對聚乳酸植物塑料有意義的性質(zhì)。首先將L聚乳酸與D聚乳酸摻合，使熔點(diǎn)提高到llO攝氏度左右，大大改善了耐熱性問題。其次，改變混合的方法，能夠產(chǎn)生性質(zhì)不同的各種聚乳酸植物塑料。

與石油塑料相比，聚乳酸植物塑料與其他生物分解塑料一樣，可以說目前幾乎沒有普及，但是隨著人們環(huán)保意識的進(jìn)一步提高，普及將不再是個問題。