作為木材、金屬或其他材料的替代品，聚合物復(fù)合材料因?yàn)橹亓枯p且耐用，廣泛應(yīng)用于管道、電線桿、飛機(jī)和汽車等領(lǐng)域。據(jù)外媒報(bào)道，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的研究人員探討，如何利用普通的細(xì)菌來降解這些物質(zhì)。

該校土木與環(huán)境工程學(xué)教授Pavana Prabhakar表示：“很多研究集中于如何讓這些聚合物材料應(yīng)對(duì)溫度、濕度或紫外線等環(huán)境條件，然而很少有人以微生物相互作用為背景對(duì)其進(jìn)行研究。”

Prabhakar和該校細(xì)菌學(xué)教授Karthik Anantharaman等研究人員確定了四個(gè)細(xì)菌群，可與聚合物復(fù)合材料中常見的丙烯酸酯、酯類和雙酚發(fā)生損害性相互作用。據(jù)Prabhakar介紹，對(duì)于微生物與聚合物復(fù)合材料相互作用，這方面的研究一直集中在個(gè)別類型的培養(yǎng)微生物上，而這些微生物在自然環(huán)境中不一定常見。與之相反，她和Anantharaman研究的是自然界中更常見的微生物。Prabhakar表示：“我們想觀察存在于環(huán)境中的多樣化微生物群落，看看它們?nèi)绾斡绊懳覀兊木酆衔飶?fù)合材料。”

Anantharaman表示，不同細(xì)菌影響這些物質(zhì)的方式可能有所不同。一些細(xì)菌直接以這些物質(zhì)為食，將它們消化為碳化合物。在復(fù)合材料中，其他類型的細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生氫和硫化氫氣體，從而會(huì)削弱結(jié)構(gòu)的完整性。“根據(jù)我們的觀察，沒有一種生物體能同時(shí)降解這三種物質(zhì)——丙烯酸酯、酯類和雙酚。每種生物體只能對(duì)一類材料產(chǎn)生影響，但通過相互作用，可以更快速地降解整個(gè)復(fù)合材料。”

Prabhakar和Anantharaman利用宏基因組學(xué)，直接從環(huán)境樣本中回收大量遺傳物質(zhì)，來觀測(cè)生活在自然環(huán)境中的聚合物復(fù)合材料表面的微生物。這是第一次以這樣的方式利用此項(xiàng)技術(shù)，為同時(shí)研究整個(gè)微生物群落提供了巨大優(yōu)勢(shì)。

本項(xiàng)工作為今后的研究奠定基礎(chǔ)，例如，如果研究人員想要研究微生物群如何影響水中或排水管道中的聚合物復(fù)合材料，可以使用該團(tuán)隊(duì)的平臺(tái)和方法，來了解其中的相互作用方式。Prabhakar表示，在這項(xiàng)研究基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)工程師可以進(jìn)一步了解聚合物復(fù)合材料的環(huán)境壓力源，以及如何進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)以抵御微生物降解。她希望繼續(xù)進(jìn)行深入探討，以確定微生物群如何產(chǎn)生微裂縫。

蓋世汽車 谷姣姣 2020-12-29 14:34:04