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“挑战不可能,虫子吃塑料”,近日,北京航空航天大学化学学院杨军教授没料到自己会因此而“走红”。
这个故事要从大飞机开始讲起。“2017年5月5日,中国自主设計研发、国际合作制造的C919大飞机首飞成功,而我发现‘虫子吃塑料’正是在2003年11月到2004年7月论证大型飞机项目期间的‘空窗期’。”杨军说。
“2004年春节,好不容易可以休息几天,我就想着做做饭。”杨军说,结果他在橱柜里发现一个塑料袋里的小米生了很多虫,袋子被啃了许多小洞,竟有蛾子飞了出来。
这些小洞寻常得就像砸在牛顿头上的苹果,绝大部分人都见过。但毕业于清华环境工程专业的博士杨军,那时脑中却闪出了一个想法:虫子咬破塑料袋后,把塑料吃进去了吗?如果吃进去了,消化了吗?实现塑料降解是科研人员多年来的课题。科学研究需要扎实的论证。杨军开始指导研究生秦小燕做“蜡虫吃聚乙烯塑料薄膜”的实验。
“我们通过各种渠道购买和培养了蜡虫,通过解剖将其肠道内含物取出,接种于仅仅铺有聚乙烯薄膜的无碳培养基上。”杨军说。碳是维持生命的主要元素,如果不给蜡虫葡萄糖、淀粉等碳源,只给聚乙烯薄膜,蜡虫要么依靠聚乙烯进行代谢繁殖,要么因没有能量来源而死掉。
实验进行了28天,杨军和秦小燕通过电镜观察聚乙烯薄膜发现,蜡虫肠道内含物侵蚀并穿透了塑料薄膜。这意味着蜡虫的肠道微生物降解了塑料。
到底是肠道内含物里的哪些关键物质分解了聚乙烯?杨军团队继续以聚乙烯为唯一碳源,60天富集培育分离出8种纯菌株,并最终通过抗拉强度试验选择了两种降解能力最强的菌种:阿氏肠杆菌和芽孢杆菌。
实验证明,这两种菌株的确可以靠“吃”塑料薄膜“活下来”。它们在聚乙烯薄膜上稳定增长,活性较强,可以侵蚀掉聚乙烯膜表面。通过这些实验,他们初步搞清了降解机制:将聚乙烯这种长链的C—C单键氧化断裂成为一个亲水的碳氧双键的羰基。(摘自《科技日报》4.2)
这个故事要从大飞机开始讲起。“2017年5月5日,中国自主设計研发、国际合作制造的C919大飞机首飞成功,而我发现‘虫子吃塑料’正是在2003年11月到2004年7月论证大型飞机项目期间的‘空窗期’。”杨军说。
“2004年春节,好不容易可以休息几天,我就想着做做饭。”杨军说,结果他在橱柜里发现一个塑料袋里的小米生了很多虫,袋子被啃了许多小洞,竟有蛾子飞了出来。
这些小洞寻常得就像砸在牛顿头上的苹果,绝大部分人都见过。但毕业于清华环境工程专业的博士杨军,那时脑中却闪出了一个想法:虫子咬破塑料袋后,把塑料吃进去了吗?如果吃进去了,消化了吗?实现塑料降解是科研人员多年来的课题。科学研究需要扎实的论证。杨军开始指导研究生秦小燕做“蜡虫吃聚乙烯塑料薄膜”的实验。
“我们通过各种渠道购买和培养了蜡虫,通过解剖将其肠道内含物取出,接种于仅仅铺有聚乙烯薄膜的无碳培养基上。”杨军说。碳是维持生命的主要元素,如果不给蜡虫葡萄糖、淀粉等碳源,只给聚乙烯薄膜,蜡虫要么依靠聚乙烯进行代谢繁殖,要么因没有能量来源而死掉。
实验进行了28天,杨军和秦小燕通过电镜观察聚乙烯薄膜发现,蜡虫肠道内含物侵蚀并穿透了塑料薄膜。这意味着蜡虫的肠道微生物降解了塑料。
到底是肠道内含物里的哪些关键物质分解了聚乙烯?杨军团队继续以聚乙烯为唯一碳源,60天富集培育分离出8种纯菌株,并最终通过抗拉强度试验选择了两种降解能力最强的菌种:阿氏肠杆菌和芽孢杆菌。
实验证明,这两种菌株的确可以靠“吃”塑料薄膜“活下来”。它们在聚乙烯薄膜上稳定增长,活性较强,可以侵蚀掉聚乙烯膜表面。通过这些实验,他们初步搞清了降解机制:将聚乙烯这种长链的C—C单键氧化断裂成为一个亲水的碳氧双键的羰基。(摘自《科技日报》4.2)