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　　香港理工大學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，僅為傳統生物塑料產品的五分之一。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，骨骼痊愈，把它們取出來。后來科學家發(fā)明了一種生物塑料，作為骨折手術中骨骼間的承托物，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的醫(yī)用外科手術線縫合傷口。這種塑料手術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，在體內也會慢慢溶解，并且可控制藥物進入血管的速度。

　　科學的發(fā)展，使科學家們產生遐想，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，科學家一直無法找到技術突破的良方。

　　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，香港理工大學土木與結構工程系蔡宏教授率領的研究團隊，投入十多年心血的‘活性謫泥生產可降解塑料’項目，引起與會國際專家的廣泛關注。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)明及新產品展金獎’。這個獎項不僅僅是一種榮譽，背后更預示著，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，“十九世紀末發(fā)明的第一塊塑料現在還可以找到，用完即棄，成為災害”。

　　塑料作為垃圾不能降解，是因為它出現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量；或者隨風飄揚滿街跑，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Ｋ鼈儧]有生命，永不消失。據環(huán)保組織“藍色海洋”的科學家們觀察研究，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。聯合國環(huán)境保護署估計，沉積在海底的垃圾，已經有五成是塑膠制品。每一平方英里的海域現在已經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?？?，造成很大災難，自二零零二年已經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，在街上設立垃圾分類箱。人類制造的塑料袋災難希望通過人類自身來解決，但過程卻讓人不習慣。

　　人們長期來形成的塑料文化養(yǎng)成的生活習慣，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。現時實行每周一日無塑膠袋，希望讓市民慢慢習慣。但遺憾的是，廢棄的塑膠袋數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，獲新加坡國立大學博士學位后前往日本大阪大學攻讀博士后，九二年來到香港理工大學，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人們的生活方式，要改變人的本身習慣這是最難的。”

　　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，天然材料適應的物理特性和機械特性，但又類似石化廠生產出來的塑料。這是一種微生物在代謝過程中的產物，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聚酯，其結構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塑料的任何產品。九十年代初，蔡宏教授在研究中發(fā)現，傳統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。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，在特定環(huán)境及條件刺激下它會更大程度累積，經過技術處理，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，處理污水順帶產出新材料，生產的成本很低’。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，這一研究技術已經走出實驗室，將之優(yōu)化成一套工藝，完全可以制成類似塑料袋的產品。在廣州市環(huán)保局的協助下，蔡宏將香港理工大學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出。蔡宏說，增城市是全世界最大的紡織服裝生產基地，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，可以產出塑料的替代品，盡快走上產業(yè)化的路。

　　香港理工大學土木及結構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(Purdue University)做博士后訪問學者，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，從實驗室走上產學結合的路，走上可以看到應用產品的階段。

　　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。’

　　走產學結合的道路

　　研究過程漫長而艱辛，單羿表示，蔡宏克服了很多學術障礙。因為這是一個生化的過程，要讓生物塑料積累有很多技術障礙需突破，現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費，經費不足，拖慢了研究的進程，要動腦筋增加科研經費，當然也因此讓我們盡快走上產學結合的路。’

　　香港理工大學是香港社會應用性很強的學府，其中一個就是產學合作的管道。蔡宏強調，理大學術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)界保持密切關系，協助業(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做納米涂層，在紫外光燈照射下激發(fā)納米涂層反應，這個反應可分裂空氣中水分子，空氣每經過這里一次，就會把病菌、有毒有害的物質去除。該產品在香港養(yǎng)老院、醫(yī)院、救傷車的小空調系統廣泛應用，在‘非典’后期還發(fā)揮作用，學校為此專門成立公司作推廣。蔡宏介紹，香港理工大學以技術投入的校辦企業(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，這還是一條香港學術研究加快產業(yè)化的康莊大道。