作为世界上最受欢迎的鞋子，人字拖在垃圾填埋场、海岸和海洋的废弃塑料物中所占比例令人担忧。加州大学圣地亚哥分校的科学家们花了数年的时间来解决这个问题，现在他们又朝着实现这个目标迈出了一步。研究小组通过化学反应，配制了由海藻油制成的聚氨酯泡沫，以满足商业规格的人字拖中底和脚床。他们的研究结果发表在《生物资源技术报告》上，并描述了研究小组成功开发出这些可持续的、可用于终端消费者的、可生物降解的材料。

该研究是加州大学圣地亚哥分校与新兴公司Algenesis Materials之间的合作。该项目由来自物理科学系Michael Burkart教授、生物科学系Stephen Mayfield教授实验室的研究生Natasha Gunawan以及来自Algenesis的Marissa Tessman共同完成。Mayfield说：“该论文表明，我们拥有在自然环境中可生物降解的商业品质泡沫。经过数百种配方的实验，我们终于找到了一种符合商业规格的配方。这些泡沫的生物含量为52％，而最终我们将达到100％。”

除了为商业品质的泡沫设计正确的配方外，研究人员还与Algenesis合作，不仅制造了鞋子，而且还对其进行了降解测试。Mayfield指出，科学家已经证明，聚酯、生物塑料（PLA）和化石燃料塑料（PET）等商业产品可以生物降解，但只能在实验室测试或工业堆肥的情况下进行。Mayfield解释说：“从理论上讲，我们从头开始用生物基单体重新开发了聚氨酯，以满足鞋子的高材料规格，同时又保持了合适的化学性能，因此鞋子可以生物降解。”

通过将定制的泡沫浸泡在传统的堆肥和土壤中进行测试，该团队发现仅16周后材料就降解了。在分解期间，为测试其毒性，由加州大学圣地亚哥分校的Skip Pomeroy领导的一组科学家测量了从可生物降解材料中释放的每个分子。他们还确定了降解泡沫的生物。Mayfield说：“我们从降解泡沫的生物体中提取了酶，表明我们可以使用它们来解聚这些聚氨酯产品，然后确定过程中发生的中间步骤。然后我们证明了我们可以分离解聚的产物，并使用它们来合成新的聚氨酯单体，从而完成一个‘生物循环’。”

充分利用商业产品的可回收性是科学家正在进行的任务的下一步，该任务是解决我们目前使用塑料面临的生产和废物管理问题，如果不解决这些问题，到2050年，填埋场或自然环境中将产生130亿吨塑料。根据Pomeroy的说法，这种对环境不友好的做法始于大约60年前的塑料开发。Algenesis总裁Tom Cooke说，“我们恰巧在正确的时间做了我们该做的。”该小组还成立了加州大学圣地亚哥分校的可再生材料中心，该中心由Burkart，Mayfield，Pomeroy及其联合创始人Brian Palenik（Scripps海洋学研究所）和Larissa Podust（Skaggs药剂学和药物科学学院）发起。

Mayfield说：“材料的寿命应与产品的寿命成正比。我们只需要使用一两年的产品就不需要使用需要500年左右降解的材料。”除Gunawan，Burkart，Pomeroy和Mayfield外，《生物资源技术报告》论文的合著者包括Tessman，Ariel Schreiman（生物科学部），Ryan Simkovsky（生物科学部），Anton Samoylov（化学与生物化学系），Nitin Neelakantan（Algenesis材料公司）和Troy Bemis（化学与生物化学系）。这项研究得到了能源生物能源技术办公室和国家科学基金会对Algenesis Materials的资助。Burkart，Mayfield和Pomeroy都是Algenesis的共同创始人，并拥有股权。此外，Burkart和Pomeroy是科学顾问，Mayfield是代理首席执行官和董事会成员。