研究人員開發出一種新型塑膠，能夠按指令自毀。這些物料將可激活的塑膠分解微生物與聚合物結合。團隊使用兩種細菌菌株協同作用，在短短六天內完全分解物料，而不會產生微塑膠。研究人員亦指出，許多微生物可利用酶將長聚合物鏈分解成較小碎片。由於塑膠即聚合物，這些酶或產生酶的微生物可融入「活塑膠」中，將塑膠的耐用性從問題轉變為可程式化特徵。 「透過嵌入這些微生物，塑膠可有效『活化』並按指令自毀，將耐用性從問題轉變為可程式化特徵，」論文通訊作者 Zhuojun Dai 表示。
「傳統塑膠持續數百年之久，而許多應用如包裝僅為短期用途，這促使我們思考：能否直接將分解建構至物料生命週期中？」
嵌入聯合體的活塑膠
團隊指出，塑膠廣泛使用，但其抗分解性導致嚴重環境及生態問題。合成生物學的最新進展，使嵌入孢子的活塑膠得以開發。研究人員強調，活塑膠在孢子休眠時可正常運作，並在孢子激活時分解。然而，單一 Bacillus 菌株及單酶系統的分解效率仍有限。 「為應對此挑戰，我們設計了嵌入聯合體的活塑膠，」研究團隊在論文中表示。「Bacillus subtilis 分別編程具可誘導基因迴路，能分泌兩種互補塑膠分解酶：Candida antarctica lipase 負責隨機鏈斷裂，以及 Burkholderia c
epacia lipase 負責連續解聚，並經壓力誘導形成孢子。」 團隊進一步利用此聯合體活塑膠製造柔性可分解電子裝置，能偵測人類肌電圖訊號。他們的方法為透過程式化協調生物系統解決塑膠污染提供潛在策略。團隊將休眠孢子形式的 B. subtilis 與聚己內酯（3D 打印及部分外科縫合線常見聚合物）混合，以保護微生物直至需要時使用。 所得活塑膠的機械特性與純聚己內酯薄膜相似。
然而，一旦加入 122 degrees Fahrenheit (50 degrees Celsius) 營養肉湯，孢子即激活，在僅六天內將塑膠完全分解至基本構建單元。酶間合作如此高效，甚至防止分解過程中產生微塑膠粒子，據新聞稿指出。 研究人員透露，作為概念驗證，他們以活塑膠製成可穿戴塑膠電極，表現如預期，並在兩週內完全分解。未來，研究人員希望開發水域觸發孢子的機制，因為大量塑膠污染最終進入水域。
雖然此研究聚焦單一聚合物，類似策略可用於其他塑膠類型，包括常見的一次性塑膠。 先前嘗試主要依賴單一酶，因此研究人員設計 Bacillus subtilis 產生兩種協同聚合物分解酶。一種酶如隨機切割器，將長聚合物鏈剪成小塊；另一種則從兩端緩慢咀嚼這些小塊至單體構建單元。
