近日，我院2021級碩士研究生游仙竹同學所在的廖志勇教授課題組聯合國科溫州研究院譚穎研究員團隊以生物基來源的異山梨醇二甲醚為綠色溶劑、聚山梨酯80水溶液為抗溶劑，采用簡單的溶劑交換法綠色制備了表面光滑、內部多孔核中空的PHBV微珠（圖1）。所制備PHBV微珠環境友好，具有生物相容性，對植物和水生生物無害、在水環境中可降解。此外，與商業的其他材料相比，PHBV微珠具有較好的皮膚清潔效率。因此，所制備的PHBV微珠作為添加劑用于皮膚去角質產品中，有望取代傳統的塑料微珠。該研究成果以“Green fabrication of PHBV microbeads using dimethyl isosorbide solvent for skin exfoliators”為題發表于《Green Chemistry》（SCI一區TOP期刊，IF=9.8）上。

塑料微珠主要用作個人護理產品和化妝品中機械去角質。然而，傳統的塑料微珠由于其不可生物降解性、尺寸小等特點，在使用后隨著廢水進入下水道，隨后遷移至河流、湖泊、海洋中，成為污染海洋及其他水體的塑料垃圾主要來源之一，對生態環境甚至人類健康造成長期的潛在威脅。近年來，許多國家頒布了禁塑令，我國也在2019年出臺的《產業結構調整指導目錄》中明確規定，含塑料微珠的日化產品，到2020年12月31日禁止生產，到2022年12月31日禁止銷售。這迫使化妝品相關行業需要尋求可持續和可降解的替代品微珠。

一些天然硬質材料、天然高分子及合成的可生物降解聚酯可以作為替代品，然而天然硬質材料如核桃殼質地堅硬，容易損傷皮膚；天然高分子如纖維素溶解需要使用昂貴的離子液體，且難以處理和回收；合成聚酯聚乳酸在海水中不能降解。

聚（3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯）(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), PHBV)是由微生物在非平衡條件下產生的生物基聚酯，不僅能在土壤、堆肥中降解，在海洋中也能完全降解，可作為石油基材料的替代材料。但傳統用于制備PHBV微珠的方法是乳化-溶劑揮發法，這需要使用大量有毒的有機溶劑。有研究者使用無溶劑熔融噴霧法制備微珠，但熔融聚合物所需的高溫可能會導致聚合物熱降解以及化學和物理性質的變化。此外，熔融噴霧設備相對復雜的設計和操作，以及大規模商業化設備的缺乏也給這種方法帶來了挑戰。因此，使用一種綠色溶劑和一種簡單的方法來實現PHBV微珠的可持續生產具有重要的意義。

圖2. PHBV微珠的制備。(a) 采用溶劑交換法制備PHBV微珠流程圖；(b) PHBV微珠光學顯微鏡形貌表征；(c) PHBV微珠掃描電子顯微鏡形貌表征；(d) PHBV微珠截面內部掃描電子顯微鏡形貌表征；(e-g) 以不同聚合物溶液濃度、攪拌速度、表面活性劑濃度制備PHBV微珠，其粒徑大小和分布的變化。SP表示粒徑分布跨度，誤差棒表示標準誤差。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D3GC03214K