科学家已用蓝绿藻螺旋藻制成了可生物降解塑料，螺旋藻目前已用于化妆品和食品中。
螺旋藻是生物塑料的理想选择，因为它是碳中和的，并且可以大规模种植。
螺旋藻塑料的机械性能与源自石油的一次性塑料相似。
不过，要在商业规模上开发螺旋藻塑料，还需要更多研究。
塑料随处可见。它们被用于制造食品包装、袋子、水瓶以及许多其他常见用途。在分解过程中，这些塑料的微小颗粒——即微塑料——最终进入海洋、最高的山峰、我们的肺部和血液中。
塑料的问题在于，它们会在环境中留存多年，对人类、动物和环境构成危害。但如果有一种不同类型的塑料，能在你家后院的堆肥箱中像香蕉皮一样快速降解，那会怎样呢？
由华盛顿大学科学家领导的一组研究人员研发出了新型生物塑料。这种生物塑料能够自然降解，且降解速度相对较快——与无法降解的传统塑料，或需要在商业设施中加工才能降解的其他类型生物塑料不同——它们由蓝绿色的蓝藻细胞制成，这种蓝藻即螺旋藻。
“我们之所以致力于研发生物塑料，是因为希望它既源于生物，又能在我们的后院中降解，同时还具备可加工性、可规模化和可回收性。”该研究的资深作者可生物降解表示。研究 Eleftheria Roumeli（华盛顿大学材料科学与工程系助理教授）在华盛顿大学的新闻稿中表示：“我们仅使用螺旋藻开发的这种生物塑料，不仅降解特性与有机废物相似，而且平均强度和刚度比此前报道的螺旋藻生物塑料高出10倍。这些特性为螺旋藻基塑料的实际应用开辟了新的可能性，可用于多个行业，包括一次性食品包装或家用塑料制品，例如瓶子或托盘。”有机废物相似，而且平均强度和刚度比此前报道的螺旋藻生物塑料高出10倍。这些特性为螺旋藻基塑料的实际应用开辟了新的可能性，可用于多个行业，包括一次性食品包装或家用塑料制品，例如瓶子或托盘。”
在该研究中，研究人员利用加热和加压，将螺旋藻粉末制成了多种形状，这与传统塑料的加工和成型方式相同。螺旋藻塑料的机械性能与源自石油的一次性塑料相似。
该研究题为《由全螺旋藻细胞制备高强度高刚度生物塑料》（“Fabricating Strong and Stiff Bioplastics from Whole Spirulina Cells”），发表于期刊Advanced Functional Materials。
科学家选择螺旋藻来制造生物塑料，是因为它已被用于化妆品和食品中，并且可以大规模种植。在生长过程中，螺旋藻细胞还会固存二氧化碳，这意味着作为塑料的原材料，螺旋藻不仅是碳中和的，而且有可能实现负碳排放。
“螺旋藻还具有独特的阻燃特性，”该研究的第一作者、华盛顿大学材料科学与工程专业博士生Hareesh Iyer在新闻稿中表示，“遇火时，它会立即自熄，这与许多会燃烧或熔化的传统塑料不同。这种阻燃特性使螺旋藻基塑料在传统塑料因易燃而可能不适用的场景中更具优势。例如，数据中心的塑料机架就是一个应用示例，因为用于为服务器降温的系统可能会变得非常热。”
由于研究团队在生物塑料的制备中采用了与传统塑料相似的加工方法，螺旋藻基材料的大规模生产将更加容易。
“这意味着，如果我们想在工业规模上使用这些材料，就无需从头重新设计生产线，”Roumeli表示，“我们已经消除了从实验室到满足工业需求的规模化生产之间的一大常见障碍。例如，许多生物塑料是由从生物质（如海藻）中提取的分子制成的，并在浇铸成膜之前与性能改良剂混合。这一过程要求材料在浇铸前呈溶液状态，而这是无法规模化的。”
用螺旋藻制造生物塑料此前已有先例，但由华盛顿大学牵头的研究团队所研发的生物塑料更加坚硬、强度更高。它们还可以回收利用。研究人员调整了时间、压力和温度等加工条件，以改善生物塑料内部的结合与微观结构，同时对其刚度、韧性和强度进行了研究。
这些塑料在投入工业应用之前仍存在一些障碍，例如对水较为敏感，且有些脆。
“你不会希望这些材料被雨淋到，”Iyer在新闻稿中表示。
研究人员仍在研究这些生物塑料的基本原理，并希望开发出一系列用途各异的生物塑料，类似于石油基塑料。
“生物降解并非我们首选的产品报废方案，”Roumeli表示，“我们的螺旋藻生物塑料可通过机械回收进行回收，而这种方式非常便捷。不过，人们通常不太会回收塑料，因此我们的生物塑料能在环境中快速降解，这是一个额外的好处。”
