近日，我院2021级硕士研究生游仙竹同学所在的廖志勇教授课题组联合国科温州研究院谭颖研究员团队以生物基来源的异山梨醇二甲醚为绿色溶剂、聚山梨酯80水溶液为抗溶剂，采用简单的溶剂交换法绿色制备了表面光滑、内部多孔核中空的PHBV微珠（图1）。所制备PHBV微珠环境友好，具有生物相容性，对植物和水生生物无害、在水环境中可降解。此外，与商业的其他材料相比，PHBV微珠具有较好的皮肤清洁效率。因此，所制备的PHBV微珠作为添加剂用于皮肤去角质产品中，有望取代传统的塑料微珠。该研究成果以“Green fabrication of PHBV microbeads using dimethyl isosorbide solvent for skin exfoliators”为题发表于《Green Chemistry》（SCI一区TOP期刊，IF=9.8）上。

塑料微珠主要用作个人护理产品和化妆品中机械去角质。然而，传统的塑料微珠由于其不可生物降解性、尺寸小等特点，在使用后随着废水进入下水道，随后迁移至河流、湖泊、海洋中，成为污染海洋及其他水体的塑料垃圾主要来源之一，对生态环境甚至人类健康造成长期的潜在威胁。近年来，许多国家颁布了禁塑令，我国也在2019年出台的《产业结构调整指导目录》中明确规定，含塑料微珠的日化产品，到2020年12月31日禁止生产，到2022年12月31日禁止销售。这迫使化妆品相关行业需要寻求可持续和可降解的替代品微珠。

一些天然硬质材料、天然高分子及合成的可生物降解聚酯可以作为替代品，然而天然硬质材料如核桃壳质地坚硬，容易损伤皮肤；天然高分子如纤维素溶解需要使用昂贵的离子液体，且难以处理和回收；合成聚酯聚乳酸在海水中不能降解。

聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), PHBV)是由微生物在非平衡条件下产生的生物基聚酯，不仅能在土壤、堆肥中降解，在海洋中也能完全降解，可作为石油基材料的替代材料。但传统用于制备PHBV微珠的方法是乳化-溶剂挥发法，这需要使用大量有毒的有机溶剂。有研究者使用无溶剂熔融喷雾法制备微珠，但熔融聚合物所需的高温可能会导致聚合物热降解以及化学和物理性质的变化。此外，熔融喷雾设备相对复杂的设计和操作，以及大规模商业化设备的缺乏也给这种方法带来了挑战。因此，使用一种绿色溶剂和一种简单的方法来实现PHBV微珠的可持续生产具有重要的意义。

图2. PHBV微珠的制备。(a) 采用溶剂交换法制备PHBV微珠流程图；(b) PHBV微珠光学显微镜形貌表征；(c) PHBV微珠扫描电子显微镜形貌表征；(d) PHBV微珠截面内部扫描电子显微镜形貌表征；(e-g) 以不同聚合物溶液浓度、搅拌速度、表面活性剂浓度制备PHBV微珠，其粒径大小和分布的变化。SP表示粒径分布跨度，误差棒表示标准误差。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D3GC03214K