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　　香港理工大學(xué)蔡宏教授和他的團隊單羿博士等，利用污泥提煉生物塑料的替代原料，研究出可降解塑料制品，同時大大降低成本，僅為傳統(tǒng)生物塑料產(chǎn)品的五分之一。該項目贏得德國紐倫堡工業(yè)發(fā)明獎。

　　傳統(tǒng)醫(yī)治粉碎性骨折，通常使用不銹鋼制做的螺母、螺釘、夾板和鉆孔器，把碎骨固定起來。后遺癥是，天陰下雨會有“感覺”；遇安檢還會響警號。除非再做第二次手術(shù)，骨骼痊愈，把它們?nèi)〕鰜?。后來科學(xué)家發(fā)明了一種生物塑料，作為骨折手術(shù)中骨骼間的承托物，隨著骨骼的愈合，它會逐漸自行分解，用這樣的生物材料植入體內(nèi)約兩年便自行分解，變成二氧化碳和水。

　　類似的機理還見于一種線狀生物自毀塑料，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的醫(yī)用外科手術(shù)線縫合傷口。這種塑料手術(shù)線可被身體逐漸吸收，免除拆線之痛苦。此外，用生物自毀塑料制成的藥用膠囊，在體內(nèi)也會慢慢溶解，并且可控制藥物進入血管的速度。

　　科學(xué)的發(fā)展，使科學(xué)家們產(chǎn)生遐想，希望以此生化理念研制普通“塑料”，令其在生活中廣泛使用，改變令人頭痛的塑料白色污染。無奈的是，這類生物塑料的制作成本是普通塑料的十倍，造價昂貴難普及，科學(xué)家一直無法找到技術(shù)突破的良方。

　　不久前，在有二百多國家參加的二零零八年德國大型工展會上，香港理工大學(xué)土木與結(jié)構(gòu)工程系蔡宏教授率領(lǐng)的研究團隊，投入十多年心血的‘活性謫泥生產(chǎn)可降解塑料’項目，引起與會國際專家的廣泛關(guān)注。該項目突破生物塑料的昂貴成本，在污泥中提取制造‘塑料’的原料，有塑料的功效卻克服了塑料的不可降解性，被稱為人類生化領(lǐng)域的革命，要改變有百多年歷史的塑料時代。

　　最近，德國給蔡宏教授發(fā)來了紐倫堡工業(yè)發(fā)明獎得獎通知，他的項目獲大會頒發(fā)‘國際創(chuàng)意、發(fā)明及新產(chǎn)品展金獎’。這個獎項不僅僅是一種榮譽，背后更預(yù)示著，問世百多年的塑料找到了新的替代品，令人類被塑料袋嚴重污染的環(huán)境有望得到改善，蔡宏主導(dǎo)的生化材料革命邁出了告別塑料時代的步伐。(自十九世紀初塑料誕生起，塑料制品給人類帶來了各種方便，人們享受了它的便利，卻無法解決它對人類生存環(huán)境的永久傷害。由于有些廢棄塑料在自然條件下不會降解，燃燒又會釋放出有害氣體，給生態(tài)環(huán)境造成了難以治理的污染。各國科學(xué)家均致力研制可以自行分解的自毀或自溶塑料以解決這個問題。

　　美國作為消費大國，每年有一萬億個塑料包裝袋被扔掉。這些塑料包裝袋都由石油或天然氣做成，就為這些塑料袋，美國等于一年消耗了一千二百萬桶原油。蔡宏接受亞洲周刊訪問時表示，最可怕的是，塑料是不可降解物質(zhì)，“十九世紀末發(fā)明的第一塊塑料現(xiàn)在還可以找到，用完即棄，成為災(zāi)害”。

　　塑料作為垃圾不能降解，是因為它出現(xiàn)在人類生活中的時間還很短。蔡宏說，地球上所有的微生物還沒有進化出一套可以分解它的方法，所以塑料誕生后，它就永遠存在。加上塑料不透水，垃圾填埋場中水分不自由流動，以至于水分不能平均分布，微生物不能均衡分布生長，造成本可能被降解的東西也不能降解，整個填埋場的穩(wěn)定性和降解速率全部因為塑料比例太高受到影響，這樣的填堆區(qū)會變成廢地。

　　不能降解的塑料陪伴人類，或者永遠埋在泥土下卻破壞了土壤的質(zhì)量；或者隨風(fēng)飄揚滿街跑，污染了環(huán)境；或者掉到江河湖海里，像海藻一樣漂蕩在水中或沉入水底，變?yōu)楹５桌?。它們沒有生命，永不消失。據(jù)環(huán)保組織“藍色海洋”的科學(xué)家們觀察研究，每年有一千萬鳥類、十萬以上的海洋哺乳動物死于吃了塑料廢物。聯(lián)合國環(huán)境保護署估計，沉積在海底的垃圾，已經(jīng)有五成是塑膠制品。每一平方英里的海域現(xiàn)在已經(jīng)有四點六萬塊塑膠廢品漂著。在加利福尼亞海岸一千英里外，北太平洋有一個巨大的塑料廢品漩流，其面積相當于兩個德克薩斯州。

　　香港雖然被稱為彈丸之地，但資源消耗后的固體廢棄物卻同樣在世界范圍名列前茅。目前，日本、美國、新加坡廢棄物中的塑膠比例為百分之十一至十二左右，香港固體廢棄物中的塑料制品卻占全球第一。蔡宏教授表示，香港每天要處理的固體廢棄物達一萬公噸，而這一萬公噸里面，塑料廢棄物約占一成五。全世界對塑料廢棄物的處理方式一般是作為垃圾堆填或者是焚化，再就是放任自由，隨處亂扔，造成土地污染甚至永久性不能使用或者是大氣、環(huán)境被玷污，香港也不例外。

　　一個世紀之后，想不到的是，人類要和自己的創(chuàng)造發(fā)明作斗爭。孟加拉國因為洪水頻繁，塑料袋堵在江河湖?？冢斐珊艽鬄?zāi)難，自二零零二年已經(jīng)在全國禁止使用塑料袋。愛爾蘭自二零零二年開始，以每個塑料袋收取兩毛二分錢的稅作限制。歐洲很多商店不提供塑料袋。美國加州、舊金山和奧克蘭等城市今年決定禁止大百貨店和食品店使用塑料袋，代之以可以回收的紙袋等，紙袋也必須是用回收紙制作的。香港也開始從垃圾源頭分類，在街上設(shè)立垃圾分類箱。人類制造的塑料袋災(zāi)難希望通過人類自身來解決，但過程卻讓人不習(xí)慣。

　　人們長期來形成的塑料文化養(yǎng)成的生活習(xí)慣，一下子要改變還真難。香港超市曾推出購物要塑料袋需付費計劃，最終都因為市民接受不了而腰斬。現(xiàn)時實行每周一日無塑膠袋，希望讓市民慢慢習(xí)慣。但遺憾的是，廢棄的塑膠袋數(shù)量卻并沒有因此慢慢降低，仍然有增無減。

　　蔡宏教授是新加坡人，獲新加坡國立大學(xué)博士學(xué)位后前往日本大阪大學(xué)攻讀博士后，九二年來到香港理工大學(xué)，開始著手研究低成本塑料代替品。他覺得：“目前的限制措施都是消極的，很難成功。原因是，各國出臺政策，實際上都是在試圖改變?nèi)藗兊纳罘绞剑淖內(nèi)说谋旧砹?xí)慣這是最難的。”

　　蔡宏的研究是從塑料袋本身開始，他要在改變原料上入手，改變‘塑料’不可降解性而不影響人們的生活方式。自然界有環(huán)保替代品，天然材料適應(yīng)的物理特性和機械特性，但又類似石化廠生產(chǎn)出來的塑料。這是一種微生物在代謝過程中的產(chǎn)物，叫做PHAs。

　　聚羥基烷酸酯(PHAs)是近二十年來迅速發(fā)展起來的生物高分子材料，已成為近年生物材料領(lǐng)域最為活躍的研究熱點。這種天然高分子材料是由很多微生物合成的一種細胞內(nèi)聚酯，其結(jié)構(gòu)多元化帶來了性能多樣化。由于PHAs兼具良好的生物兼容性、生物可降解性和塑膠的熱加工性能，因此可作為生物醫(yī)用材料和可降解包裝材料。

　　據(jù)蔡宏介紹，在微生物的細胞里面會累積一些食物，當環(huán)境不太適合生長時，就會自然累積，作為一種后備的食物。這種微生物積累‘塑料’作為能量儲存，就像人類和動物積存脂肪一樣。

　　當細菌積存的PHAs達到它們體重的一定程度時，可收集起來?？茖W(xué)家從這些微生物菌體中萃取出PHAs，可作為極理想的環(huán)保塑料，采出來的PHAs可以用來制造如傳統(tǒng)塑料的任何產(chǎn)品。九十年代初，蔡宏教授在研究中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的污水處理中很重要的環(huán)節(jié)，是用微生物把污水中的污染物降解，從而凈化水質(zhì)。這些降解污水污染物的微生物，業(yè)界稱之為活性污泥(Activated Sludge)，里面有很多微生物的種群，具有制造和累積PHAs功能。蔡宏發(fā)現(xiàn)，在特定環(huán)境及條件刺激下它會更大程度累積，經(jīng)過技術(shù)處理，將之特別改造后成為累積的PHAs，‘我們把它采出來，再在發(fā)酵罐中發(fā)酵，處理污水順帶產(chǎn)出新材料，生產(chǎn)的成本很低’。蔡宏從污泥中提煉成為塑料制品的替代原料，成本大約相當于現(xiàn)有生物塑料的五分之一，石化塑料的二倍，可制成塑料袋，制件塑料制品，并具有可降解性，丟棄埋于土壤后可以化解。蔡宏笑稱：‘這是綠色塑膠。’

　　為了這個可降解性的綠色塑膠，為了給人類一個良好的環(huán)境，蔡宏帶領(lǐng)他的研究團隊投入了整整十六年的時間。目前，這一研究技術(shù)已經(jīng)走出實驗室，將之優(yōu)化成一套工藝，完全可以制成類似塑料袋的產(chǎn)品。在廣州市環(huán)保局的協(xié)助下，蔡宏將香港理工大學(xué)實驗室的研究成果與廣東增城市工業(yè)園區(qū)開發(fā)商合作，由企業(yè)投資開始中試階段的批量產(chǎn)出。蔡宏說，增城市是全世界最大的紡織服裝生產(chǎn)基地，工業(yè)排污集中處理，有很龐大規(guī)模的污水廠，開發(fā)區(qū)的企業(yè)愿意投資，讓蔡宏的研究項目在污水處理的同時，可以產(chǎn)出塑料的替代品，盡快走上產(chǎn)業(yè)化的路。

　　香港理工大學(xué)土木及結(jié)構(gòu)工程系研究員單羿博士，九四年從上海來香港讀碩士，零二至零三年在美國普度大學(xué)(Purdue University)做博士后訪問學(xué)者，是蔡宏團隊中的重要骨干，有超過十年時間參與該項目。她認為蔡教授得獎實至名歸。單羿參與分析、協(xié)助蔡宏實驗，她表示當年加入研究后，一起研發(fā)出手指般一小塊的‘塑料’，有各種物理與機械特性具有多種用途的潛力。多年研究終于走出一大步，從實驗室走上產(chǎn)學(xué)結(jié)合的路，走上可以看到應(yīng)用產(chǎn)品的階段。

　　目前市場也流傳可降解塑料袋，但單羿指出，這類可降解塑料袋都屬于部分可降解，它們是在塑料原料中摻雜淀粉、光解劑、滑石粉(碳酸鈣)，加速塑料袋的崩解。但塑料成為粉狀，滲入泥土其危害更大：‘一片肥沃的耕地，如果落入幾噸不可降解塑料袋，很好辦，組織人力拾出來就行了；但如果在土壤中滲入幾噸可降解塑料粉末，那么這塊地可能就永久地廢了。’可降解塑料的‘危害’被控訴為‘永久性的、不可逆的、災(zāi)難性的’。單羿認為：‘蔡宏教授的替代塑料項目研究是革命性的，是廢棄物的資源化利用，不是對塑料不可降解性的小修小補，而是可以徹底讓有害的塑料慢慢離開人類。’

　　走產(chǎn)學(xué)結(jié)合的道路

　　研究過程漫長而艱辛，單羿表示，蔡宏克服了很多學(xué)術(shù)障礙。因為這是一個生化的過程，要讓生物塑料積累有很多技術(shù)障礙需突破，現(xiàn)在的研究成果已能累積到百分之三十。在污水處理中本來常見的微生物怎么去改造，令它相當一部分成為產(chǎn)量高的微生物，這里面也有很大的困難要克服，最終都被一一攻克。單羿指出：‘十多年來遇到的最大障礙還是研究經(jīng)費，經(jīng)費不足，拖慢了研究的進程，要動腦筋增加科研經(jīng)費，當然也因此讓我們盡快走上產(chǎn)學(xué)結(jié)合的路。’

　　香港理工大學(xué)是香港社會應(yīng)用性很強的學(xué)府，其中一個就是產(chǎn)學(xué)合作的管道。蔡宏強調(diào)，理大學(xué)術(shù)研究的一個非常重要的使命是與香港及華南地區(qū)的工商業(yè)界保持密切關(guān)系，協(xié)助業(yè)界從提高科技力量及效益方面加強在國際上的競爭力。

　　在企業(yè)支持下，蔡宏在環(huán)保研究項目中不斷出成果，零六年，蔡宏還拿到瑞士日內(nèi)瓦頒發(fā)的環(huán)保獎。該項目是空氣凈化，蔡宏研究出為某種物質(zhì)做納米涂層，在紫外光燈照射下激發(fā)納米涂層反應(yīng)，這個反應(yīng)可分裂空氣中水分子，空氣每經(jīng)過這里一次，就會把病菌、有毒有害的物質(zhì)去除。該產(chǎn)品在香港養(yǎng)老院、醫(yī)院、救傷車的小空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，在‘非典’后期還發(fā)揮作用，學(xué)校為此專門成立公司作推廣。蔡宏介紹，香港理工大學(xué)以技術(shù)投入的校辦企業(yè)超過二十家。他也積極參與其中多家環(huán)保企業(yè)的多個項目，且已經(jīng)在香港上市。

　　讓廢棄物改變用途不僅凈化環(huán)境，還讓廢物得以資源化利用從而重新創(chuàng)造價值，蔡宏以專業(yè)知識帶領(lǐng)團隊走在讓生活環(huán)境更優(yōu)美的路上，這還是一條香港學(xué)術(shù)研究加快產(chǎn)業(yè)化的康莊大道。