【色母粒产业网】5月12日消息，日前，美国加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的科学家们成功研制出一种革新性的可生物降解热塑性聚氨酯(TPU)，其特点是在产品寿命终结时能够轻松分解。
这项成果已由加州大学可持续发展学院在《自然通讯》上发布。这种新型TPU材料的独特之处在于，它内部嵌入了细菌孢子。当这些孢子接触到堆肥中的养分时，便会激活并分解该材料。
据色母粒产业网了解，TPU被广泛应用于制造柔软的耐用产品，例如鞋类、地毯、坐垫以及记忆海绵等。而这次研发的新型TPU，更是加入了来自枯草芽孢杆菌的细菌孢子，赋予其更强的生物降解能力。
研究团队成员、加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授Jon Pokorski解释说，他们筛选了多种菌株，测试了它们利用TPU作为唯一碳源的能力，并选择了生长状况最佳的菌株。这种使用细菌孢子的方法，是由于其能抵抗恶劣环境条件的特性。与用于繁殖的真菌孢子不同，细菌孢子拥有一种保护性的蛋白质屏障，能让细菌在缺乏营养的状态下存活。
为了制造出这种可生物降解的聚合物，科研团队将枯草芽孢杆菌孢子和TPU颗粒混合，并在135摄氏度的环境下融化，然后通过挤出机制作出细条状的材料。在37摄氏度、相对湿度44%-55%的环境下，这些细条在5个月内降解了90%。值得一提的是，这种TPU材料即使在没有额外微生物的环境中也能分解，这使得该技术的应用范围更加广泛。
此外，孢子还作为增强填料，提高了TPU的机械强度和拉伸性。Pokorski教授指出，这次研发将机械性能推向了新的高度，打破了拉伸强度和拉伸性之间的传统权衡。
虽然科研人员仍需深入研究这种材料的降解过程，但他们预计任何残留的细菌孢子都不会对人体和环境产生危害。实际上，枯草芽孢杆菌通常被认为对人类和动物安全，甚至对植物健康有益。
该研究团队还通过“进化工程”方法，培育出了能在高温下存活的细菌孢子，以适应TPU挤出过程中的高温环境。目前，虽然研究仍集中在小规模实验室产品的可行性上，但该团队正致力于优化工业规模的生产方法，包括扩大生产规模、进化细菌以更快地分解材料，以及探索TPU以外的其他材料类型。
