Fraunhofer应用聚合物研究所IAP的研究人员已经成功地将酶嵌入塑料中，而在此过程中酶不会失去它们的活性。这创造的潜力是巨大的。
如果我们设法将活性酶嵌入塑料中，那些可以自我清洁、表面防霉、甚至可以自我降解的材料只是其中的几个例子。但是为了将酶的特性转移到材料上，酶不能因为嵌入在塑料中而受到损害。Fraunhofer IAP的科学家们已经开发了一种解决方案，作为“高分子材料生物功能化/生物化BioPol”项目的一部分。自2018年夏天以来，该项目一直与BTU Cottbus-Senftenberg合作运行。
这项研究的目的是在生产规模上生产生物功能化塑料。无论是从酶本身还是加工技术的角度，酶已经被成功地嵌入。
塑料的加工温度超过了100摄氏度。相比之下，酶通常不能承受这样的高温。为了寻找一种稳定酶的方法，研究人员使用了无机载体。这些载体对酶起着保护作用。Fraunhofer IAP“生物功能化材料和(Glyco)生物技术”部门负责人Ruben R. Rosencrantz博士解释说:“例如，我们使用无机颗粒，它们具有很高的多孔性。酶通过嵌入毛孔与这些载体结合。尽管这限制了酶的流动性，但它们仍然活跃，能够承受更高的温度。”
稳定酶:不仅在塑料表面，也在塑料内部:研究人员有意寻找一种方法，不仅将稳定酶应用于塑料表面，而且将它们直接嵌入塑料中。“尽管要困难得多，这项技术也可以防止材料表面磨损的迹象影响塑料的功能，”托马斯Büsse解释说，他是该研究所生物聚合物加工试验工厂的负责人。
为了在下游工艺中获得最佳的材料效果，稳定的酶必须尽可能快地分布在添加它们的热塑性熔体中，而不暴露于过量的力或升高的温度。一种平衡行为倾向于Büsse:“我们已经开发了一种工艺，既适用于生物塑料，也适用于聚乙烯等传统的石油基塑料。我们的研究还表明，稳定酶一旦嵌入塑料中，就能够承受比以前更高的热负荷。这使得酶的使用和所有的加工步骤都变得相当容易。”
自清洁塑料只是个开始:到目前为止，弗劳恩霍夫IAP的研究人员主要评估了蛋白酶作为他们选择的酶。蛋白酶能够分解其他蛋白质。这使得被这些蛋白酶功能化的塑料具有自洁效果。例如，管道就不会那么容易关闭或堵塞。但其他酶也在系统测试中。例如，BTU Cottbus-Senftenberg的合作伙伴正更密切地关注用于降解塑料和有毒物质的酶。
第一批功能化塑料颗粒、薄膜和注射成型体已经生产出来。研究人员已经确定，这些产品中的酶仍然是活性的。下一步是测试和进一步优化各种应用程序的日常使用过程。
资料来源:德国弗劳恩霍夫应用聚合物研究所
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