研究发现：普通微生物群可以降解聚合物复合材料

盖世汽车讯 作为木材、金属或其他材料的替代品，聚合物复合材料因为重量轻且耐用，广泛应用于管道、电线杆、飞机和汽车等领域。据外媒报道，威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的研究人员探讨，如何利用普通的细菌来降解这些物质。

（图片来源：威斯康星大学麦迪逊分校）

该校土木与环境工程学教授Pavana Prabhakar表示：“很多研究集中于如何让这些聚合物材料应对温度、湿度或紫外线等环境条件，然而很少有人以微生物相互作用为背景对其进行研究。”

Prabhakar和该校细菌学教授Karthik Anantharaman等研究人员确定了四个细菌群，可与聚合物复合材料中常见的丙烯酸酯、酯类和双酚发生损害性相互作用。据Prabhakar介绍，对于微生物与聚合物复合材料相互作用，这方面的研究一直集中在个别类型的培养微生物上，而这些微生物在自然环境中不一定常见。与之相反，她和Anantharaman研究的是自然界中更常见的微生物。Prabhakar表示：“我们想观察存在于环境中的多样化微生物群落，看看它们如何影响我们的聚合物复合材料。”

Anantharaman表示，不同细菌影响这些物质的方式可能有所不同。一些细菌直接以这些物质为食，将它们消化为碳化合物。在复合材料中，其他类型的细菌会产生氢和硫化氢气体，从而会削弱结构的完整性。“根据我们的观察，没有一种生物体能同时降解这三种物质——丙烯酸酯、酯类和双酚。每种生物体只能对一类材料产生影响，但通过相互作用，可以更快速地降解整个复合材料。”

Prabhakar和Anantharaman利用宏基因组学，直接从环境样本中回收大量遗传物质，来观测生活在自然环境中的聚合物复合材料表面的微生物。这是第一次以这样的方式利用此项技术，为同时研究整个微生物群落提供了巨大优势。

本项工作为今后的研究奠定基础，例如，如果研究人员想要研究微生物群如何影响水中或排水管道中的聚合物复合材料，可以使用该团队的平台和方法，来了解其中的相互作用方式。Prabhakar表示，在这项研究基础上，结构工程师可以进一步了解聚合物复合材料的环境压力源，以及如何进行相关设计以抵御微生物降解。她希望继续进行深入探讨，以确定微生物群如何产生微裂缝。