Fraunhofer应用聚合物研究研究所IAP的研究人员已设法将酶嵌入塑料中，而没有酶在此过程中失去活性。这产生的潜力是巨大的。
清洁自己，具有抗死表面甚至自降解的材料只是一些例子，说明如果我们设法将活性酶嵌入塑料中，那将是可能的。但是，要将酶特异性的特性转移到材料上，酶在塑料中嵌入时不得损坏。Fraunhofer IAP的科学家已经开发了解决该问题的解决方案，作为“聚合物材料生物功能化/生物化生物化”项目的一部分。自2018年夏季以来，该项目一直与BTU Cottbus-Senftenberg合作。
The research aims to produce biofunctionalized plastics on a production scale. Enzymes have been successfully embedded, both in terms of the enzymes themselves and the processing technique.
Plastics are processed at way over a hundred degrees Celsius. Enzymes, by contrast, cannot usually withstand these high temperatures. Seeking a way to stabilize the enzymes, the researchers use inorganic carriers. These carriers act as a kind of protection for the enzyme. As Dr. Ruben R. Rosencrantz, Head of the “Biofunctionalized Materials and (Glyco)Biotechnology” department at Fraunhofer IAP, explains: “We use inorganic particles, for example, which are highly porous. The enzymes bind to these carriers by embedding in the pores. Although this restricts the enzymes’ mobility, they remain active and are able to withstand much higher temperatures.”
稳定的酶：不仅在塑料表面，而且在内部：研究人员故意寻求一种方法，不仅要将稳定酶施加到塑料表面，而且将其直接嵌入塑料中。托马斯·布斯（ThomasBüsse）解释说：“尽管困难得多，但这种技术也阻止了影响塑料功能的材料表面的磨损迹象。”
为了在下游过程中获得最佳的材料结果，必须在添加的热塑料熔体中尽快分布稳定的酶，而不会暴露于过度的力或温度升高。对Büsse受到支持的平衡行为：“我们已经开发了一个适合生物塑料和常规石油塑料（例如聚乙烯）的过程。我们的研究还表明，一旦嵌入塑料，稳定酶就能承受比以前更高的热载载。这使得使用酶和所有过程步骤都非常容易。”
自我清洁的塑料仅仅是开始：到目前为止，Fraunhofer IAP的研究人员主要将蛋白酶评估为蛋白酶的选择。蛋白酶能够分解其他蛋白质。这使通过这些蛋白酶功能化的塑料具有自我清洁效果。例如，管道不会像很容易关闭或堵塞。但是其他酶也正在系统地测试。例如，BTU Cottbus-Senftenberg的合作伙伴正在更加关注以降解塑料和有毒物质的酶。
The first functionalized plastic granulates, films and injection molding bodies have already been produced. The researchers have established that the enzymes embedded in these products remain active. The next step now is to test and further optimize the process for everyday use in various applications.
Source: Fraunhofer Institute for Applied Polymer Researc
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