減塑分解突破!中山大學研發環保塑膠創新製備技術得獎

減塑分解突破!中山大學研發環保塑膠創新製備技術得獎

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中山大學研發環保塑膠的創新制備方法,製備出可於一般條件下自行分解的環保生物塑膠,於2023日本JDIE真夏設計創意暨發明展中摘金。圖/中山大學提供

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中山大學環境工程研究所副教授張耿崚帶領團隊,研發環保塑膠的創新制備方法,將酵素均勻分佈於聚L-乳酸結構中,製備出可於一般條件下自行分解的環保生物塑膠,爲創新減塑與永續發展另闢蹊徑。這項研究成果在2023日本JDIE真夏設計創意暨發明展中一舉摘金,並奪下羅馬尼亞特別獎。

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張耿崚表示,相較於傳統化石原料生產的塑膠製品,聚L-乳酸(PLA)擁有更佳的物理、化學及機械特性,併兼具生物相容性與生物可分解性等優勢,成爲目前最有發展潛力的生物可分解塑膠之一。研究團隊將酵素結合PLA生物塑膠,改善了目前須在特定條件下才能完全被微生物分解的侷限,在一般環境中即可加速生物自行分解,提升環保塑膠應用推展的可能性。

張耿崚指出,傳統塑膠不僅消耗地球能源,也會加劇環境污染,除限制一般塑膠使用外,亟需開發可替代傳統塑膠的材料。PLA在常溫環境中,會如同傳統塑膠長時間存在,不易分解,必須在攝氏58度、倚賴工業堆肥菌羣足夠等特定條件下,才能發揮其生物可分解特性,導致許多國家使用PLA的意願不高。爲改善此問題,研究團隊聚焦系統化控制並加速環保生物塑膠的分解速度,提出一套創新有效的製備方法,讓環保塑膠使用率更加普及。

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研究團隊首先使用特殊溶劑與酵素溶液在室溫下攪拌2小時,製作出包埋酵素的PLA薄膜,再將薄膜置於60℃和每分鐘100轉速的培養箱中,與酵素溶液反應。結果顯示相較於在反應溶液中額外添加酵素的PLA薄膜,含有酵素的PLA樣品在濃度0.1%與濃度1.0%酵素溶液中的分解效率更好;在濃度5.0%酵素溶液中,分解效果在21天后可達到74%。

張耿峻表示,含有酵素的PLA薄膜在反應21天后,仍能保持其分解能力,證明以酵素結合生物塑膠具有更多生物自行分解應用的潛在可能性。

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中山大學研發環保塑膠的創新制備方法,製備出可於一般條件下自行分解的環保生物塑膠,於2023日本JDIE真夏設計創意暨發明展中摘金。圖/中山大學提供

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