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斯坦福大学吴唯民联手北京航空航天大学破解全球塑料污染问题
斯坦福大学吴唯民联手北京航空航天大学破解全球塑料污染问题
来源:usqiaobao.com | 作者:枫渔 编译 | 2015/10/1 15:41:50 | 浏览:2848 | 评论:2

斯坦福大学吴唯民联手北京航空航天大学破解全球塑料污染问题

本周,《环境科学与技术》(Environmental Science and Technology)(ES&T)上刊登了美国斯坦福大学吴唯民和中国北京航空航天大学的杨军、杨宇等共同发表的最新文章,提出黄粉虫的肠道细菌可以降解聚苯乙烯制作的塑料,这为解决全球塑料污染问题开启了一扇崭新的大门。

值得指出的是就在2014年12月3日,他们三位和另外两位学者业已在《环境科学与技术》上发表了另一篇重要文章《从啮噬塑料的蜡虫肠道中分离的细菌生物降解聚乙烯的验证研究》(Evidence of polyethylene biodegradation by bacterial strains from the guts of plastic-eating waxworms),这篇文章首次以全面的证据揭示了蜡虫肠道内存在有效降解聚乙烯塑料的细菌。

在短短不到一年之内,斯坦福大学和北京航空航天大学的华裔学者就在《环境科学与技术》这一环境科学与技术领域全球最为顶尖的期刊上连续发表两篇论文,首次提出蜡虫和黄粉虫肠道内的细菌分别可以降解聚乙烯和聚苯乙烯制作的塑料,从而为人类解决全球性的塑料污染问题开启了崭新的篇章。

斯坦福大学吴唯民联手北京航空航天大学破解全球塑料污染问题

吴唯民

寻觅肠道内含降解细菌的昆虫和研发可生物降解的塑料需齐头并进

吴唯民是上述两项重要研究的合作者,他表示目前发现, 主要由于肠道细菌的活动,黄粉虫可以降解聚苯乙烯制作的塑料、蜡虫可以降解聚乙烯制作的塑料,以上可以覆盖全球生产的塑料制品的37%,但未来仍需要着力研究的是自然界到底有多少生物可以降解塑料,到底能够降解多少塑料?从目前的研究现状来看,自然界的降解塑料的能力是在慢慢增加的。对于未来是否会考虑人工培育黄粉虫或蜡虫来降解塑料废弃物,提高降解塑料的能力时,吴唯民表示这是一个可以去考虑的思路,但是否切实可行仍需要进一步探讨。

与此同时,吴唯民亦参加了斯坦福大学主导的可生物降解塑料的课题研究,该研究的主要目的是研发出可生物降解的PHB塑料,从而取代现有的难以降解的塑料。目前低成本的可生物降解的PHB塑料已经开始市场化,但成本高于传统塑料,物理化学性能未达到在许多应用中取代传统塑料的程度,因而产量还不高,每年低于50万吨,而全球 塑料总产量为3亿吨之多。

因此吴唯民认为若要解决全球性的塑料污染问题,这两个研究方向应该齐头并进,共同推行,因为前者的研究仍有许多有待破解的谜底,后者的研发虽然已经市场化但总量还是太小了。随着这两大旨在解决塑料污染问题的研究不断取得突破,全球塑料污染问题将会逐渐得到缓解、最终得到解决。

中美华裔学者联手攻克科研难题 冀海内外科研环境更优良

吴唯民谈到与北京航空航天大学杨军团队的合作时,不禁提起10余年前,杨军在自己厨房里观察到装有小米、面粉等粮食的聚乙烯塑料袋储存一段时间后,会出现大量小孔和存在米虫蛾子。从这一自然现象出发,杨军和他的研究组开展了10多年的有关昆虫降解塑料的持续研究。吴唯民认为杨军教授这种坐得10年冷板凳的扎实科研作风恰是当今中国科学界最可宝贵的品质。吴唯民认为,中国的科研硬环境最近10年提升很快,特别是在自然科学领域,重点大学的仪器设备和美国大学相比几乎没有什么差别,有的甚至更好;中国的科研软实力也取得了不小的进步,科研人员的素质提高很快,但科研管理体制等方面仍存在一些问题需要改进,其中包括科研立项缺乏创新思维,科研经费分配问题,太急功近利地追求SCI文章的数量,对顶级杂志如《科学》、《自然》、《美国科学院院刊》太过于顶礼膜拜等。在美国大学取得博士学位并没有要求发表SCI文章的规定,但中国大学要求博士生毕业时必须要有文章发表。

吴唯民先后在美国密歇根州立大学和斯坦福大学学习和工作过,他表示随着一代又一代华裔学者的成长,美国学术界的华裔领军人物越来越多;随着美国和中国的合作和互动不断增多,中国的科研队伍不断成长壮大,中美学者的学术地位正在不断趋于平等。目前美国各个大学的华裔学生都越来越多,斯坦福大学本科生亚裔占23%,研究生中的美籍亚裔学生占15%,外国留研究学生占33%其中大部是华人。密西根州立大学的华裔学生一直很多,现在就更多了。与当前华裔学生人数的暴增相比,美国大学华裔员工的教职员的总人数虽然总体是上升的,但与华裔学生人数的增加对照来看完全不成正比。斯坦福大学的亚裔教授占总数16%。当今美国大学的顶尖教授还是以白人为主,华人学者数量有限。  

相关讯息: 溫福賢老師指導台中女中曾依晴榮獲ISEF五項大獎 »

整理○劉聖譽


斯坦福大学吴唯民联手北京航空航天大学破解全球塑料污染问题

中興大學與教育部合辦『創意學院計畫』,台中女生曾依晴同學提出以研究麵包蟲會分解保麗龍的研究主題,在中興大學生科系溫福賢教授指到下進行研究,結果獲得2009年台灣國際科學展覽會微生物組第三名(第一、二名從缺),並在今年五月代表台灣到美國參加英特爾國際科學競賽(Intel ISEF)以「麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」作品獲大會微生物學科首獎(US$5000)、大會微生物學科一等獎(US$3000)、美國獸醫學會一等獎(US$1000)、美國微生物學會五等獎(US$250);Lemelson 基金會獎(US$1000),在代表團獲得11 個獎項中囊括5 個獎項,屬成果最亮麗。

「麵包蟲體內分離出可分解保麗龍之菌種」摘要

(溫福賢老師提供)

  麵包蟲(Tenebrio molitor)能只吃食保利龍而存活,這很可能是在麵包蟲消化道內的共生微生物負責把保利龍給分解了。本研究從麵包蟲消化道分離出來一種能形成紅色菌落的細菌經確認能夠分解保利龍,用rRNA定序法鑑定這株紅菌,其16S rRNA的核苷酸序列顯示和屬於腸道細菌的奇異變形桿菌(Proteus mirabilis)有98%相同性,因而將其命名為Proteus mirabilis TMR。進一步的檢視顯示這株紅菌屬於格蘭氏陰性菌,它也能在有氧狀況下生長,甚至長得更好。這些結果意味從麵包蟲消化道來的紅菌可能為解決保利龍造成的嚴重環境污染問題露出一線曙光。


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JAY说:留言于2015-10-05 12:26:09(第2条)
http://epaper.life.nchu.edu.tw/view/?p=655

the news in 2009 frome taiwan
JAY说:留言于2015-10-05 12:16:31(第1条)
http://epaper.life.nchu.edu.tw/view/?p=655
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Proteus mirabilis TMR and Evidence of polyethylene biodegradation by bacterial strains from the guts of plastic-eating waxworms
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