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    研究發現:普通微生物群可以降解聚合物復合材料

    發布時間:01-18-2021

    作為木材、金屬或其他材料的替代品,聚合物復合材料因為重量輕且耐用,廣泛應用于管道、電線桿、飛機和汽車等領域。據外媒報道,威斯康星大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的研究人員探討,如何利用普通的細菌來降解這些物質。

    該校土木與環境工程學教授Pavana Prabhakar表示:很多研究集中于如何讓這些聚合物材料應對溫度、濕度或紫外線等環境條件,然而很少有人以微生物相互作用為背景對其進行研究。

    Prabhakar和該校細菌學教授Karthik Anantharaman等研究人員確定了四個細菌群,可與聚合物復合材料中常見的丙烯酸酯、酯類和雙酚發生損害性相互作用。據Prabhakar介紹,對于微生物與聚合物復合材料相互作用,這方面的研究一直集中在個別類型的培養微生物上,而這些微生物在自然環境中不一定常見。與之相反,她和Anantharaman研究的是自然界中更常見的微生物。Prabhakar表示:我們想觀察存在于環境中的多樣化微生物群落,看看它們如何影響我們的聚合物復合材料。

    Anantharaman表示,不同細菌影響這些物質的方式可能有所不同。一些細菌直接以這些物質為食,將它們消化為碳化合物。在復合材料中,其他類型的細菌會產生氫和硫化氫氣體,從而會削弱結構的完整性。根據我們的觀察,沒有一種生物體能同時降解這三種物質——丙烯酸酯、酯類和雙酚。每種生物體只能對一類材料產生影響,但通過相互作用,可以更快速地降解整個復合材料。

    PrabhakarAnantharaman利用宏基因組學,直接從環境樣本中回收大量遺傳物質,來觀測生活在自然環境中的聚合物復合材料表面的微生物。這是第一次以這樣的方式利用此項技術,為同時研究整個微生物群落提供了巨大優勢。

    本項工作為今后的研究奠定基礎,例如,如果研究人員想要研究微生物群如何影響水中或排水管道中的聚合物復合材料,可以使用該團隊的平臺和方法,來了解其中的相互作用方式。Prabhakar表示,在這項研究基礎上,結構工程師可以進一步了解聚合物復合材料的環境壓力源,以及如何進行相關設計以抵御微生物降解。她希望繼續進行深入探討,以確定微生物群如何產生微裂縫。

     

    蓋世汽車 谷姣姣 2020-12-29 14:34:04

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