研究人员通过开发可移动交联的塑料克服了塑料韧性与可降解性之间的权衡。与没有可移动交联的参考塑料相比，这些交联不仅使韧性提高了超过八倍，还使酶降解性提高了超过二十倍。这些先进的生物降解塑料使我们离实现资源循环社会更近了一步。
实现可持续社会需要发展先进的可降解塑料，或聚合物，这些聚合物是由重复单元组成的长链分子。得益于来自大阪大学的一个团队的努力，包含可移动交联基团的韧性生物降解塑料的开发使得资源循环社会的目标变得更近了一步。
在本月发表在Chem的研究中，研究人员揭示了开发具有可移动交联的聚合物不仅提高了它们的强度，还促进了在温和条件下酶降解。
塑料和聚合物需要在耐久性和强度方面实现良好的性能，同时还需要触发的降解能力，以便将其分解为可重新使用的有用成分。目前，这些因素之间存在权衡；即，增加韧性使聚合物更难以降解。研究人员使用可移动交联解决了这个问题。
可移动交联是环状环糊精，环糊精穿过一个聚合物链并附着在另一个上，从而赋予所得到的塑料更高的韧性和耐用性。环糊精是无毒的、生物可降解的，并且广泛存在，使其作为聚合物成分变得具有吸引力。
“我们使用可移动环糊精交联设计的聚合物韧性提高了超过八倍，”研究的首席作者刘家雄说道。“刚度、延展性、断裂应力和断裂应变都有所改善，因为环糊精基团有效地分散了局部应力。”
环糊精交联还促进了聚合物在后续酶处理中的降解，因为其笨重的结构增加了聚合物网络中的空隙，提高了酶对聚合物链上目标裂解位点的接触。
“这些聚合物可以被专门攻击聚合物主链酯键的酶Novozym 435轻易降解，”资深作者高岛良则解释说。“笨重的环糊精交联基团的存在减少了聚合物链的缠结和聚集，促进了酶对酯键的接触以便裂解。”因此，与没有环糊精基团的聚合物相比，生物降解性提高了二十倍。
这些先进的生物降解塑料可以迅速被酶分解为可用于进一步材料的有用前体分子，从而抑制废物产生，并为实现可持续社会的发展做出贡献。
