苍蝇能转化为可降解塑料

科技日报记者 张梦然

使用昆虫作为化学物质的来源来制造可生物降解的塑料，要比你想象的更接近现实。在近日召开的美国化学会（ACS）秋季会议上，美国得克萨斯农工大学研究人员展示了一项研究结果，涉及包括昆虫衍生化学物质的分离和纯化以及将其转化为功能性生物塑料。

20年来，人们一直在开发方法，将天然产品（例如从甘蔗或树木中提取的葡萄糖）转化为可降解、可消化的聚合物，这些聚合物不会在环境中持久存在，但这些天然产品是从也用于食品、燃料、建筑和运输的资源中收获的。

研究人员此次将目标定在黑水虻身上。这些苍蝇的幼虫含有许多蛋白质和其他营养化合物，然而，成虫在繁殖期结束后寿命很短，很快就被丢弃。研究人员此次将这些成年苍蝇尸体作为新起始材料。

这些已死苍蝇的主要成分是甲壳素。这种无毒、可生物降解的糖基聚合物，可增强昆虫和甲壳类动物的外壳或外骨骼。团队使用乙醇冲洗、酸性脱矿质、碱性脱蛋白和漂白剂脱色，从昆虫尸体中提取和纯化甲壳质。苍蝇来源的甲壳素粉更纯净，因为它没有传统产品的淡黄色和块状质地。

与此同时，研究人员从苍蝇幼虫中分离出几丁质或蛋白质，然后将纯化的苍蝇几丁质转化为一种类似的聚合物——壳聚糖。壳聚糖可转化为有用的生物塑料，例如超吸水性水凝胶。

研究人员据此研制出的水凝胶，可在一分钟内吸收自重47倍的水。这种产品有可能用于农田土壤，以捕获洪水，随后在干旱期间缓慢释放水分。由于水凝胶是可生物降解的，因此它也可逐渐释放其分子成分作为农作物的营养物质。

研究团队正在启动一个项目，将甲壳素分解成单体葡萄糖胺。这些小糖分子将用于制造生物塑料，例如传统上由石化产品制成的聚碳酸酯或聚氨酯。黑水虻还含有许多其他有用的化合物，团队计划将其用作起始材料，包括蛋白质、DNA、脂肪酸、脂质和维生素。

由这些化学构件制成的产品在被丢弃时会降解，不会加剧当前的塑料污染问题。研究人员的愿景是，希望昆虫还能将废塑料作为食物来源，然后再次收获它们并收集它们的成分来制造新塑料。这样一来，昆虫不仅是塑料的来源，而且它们还会吃掉废弃的塑料。