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清华大学团队完成新技术中试 生物可降解塑料有望“白菜化”
关键字: pha 生物塑料pha 降解蓝晶微生物可降解塑料环境友好塑料环保战略石油虽然也是来自于生物,但这种东西过了保质期实在太久了,可能也太“难吃”了,再把石油里的东西提纯聚合,变成聚乙烯,聚丙烯,愿意去吃它的生物就更少了。
对大多数生物来说,石油是一种无法接受的“黑暗料理”
而生物塑料,即PHA(polyhydroxyalkanoates,聚羟基脂肪酸酯)(记住这三个字母!往下你会看到它长得有多…萌!)的材料学性质与传统石化塑料相似,可以在50%以上石油基塑料应用领域发挥替代作用,完全可以用来做成塑料袋、塑料餐具、塑料瓶等等。
更重要的是,PHA对许多微生物来说相当“好吃”,也是很好的营养物质,大家都非常愿意吃掉它。这意味着PHA降解很快,在土壤中3-6个月内就能降解,其他微生物吃掉这种生物塑料以后还能繁殖得更快,使土地更加肥沃。
因为,PHA本质上就是一些细菌体内自然生长出来的“肥肉”,微生物用它来储存多余的能量,相当于植物的淀粉,和动物的脂肪。
生产PHA材料,其实本质上是一种“饲养”,就是把某些微生物养肥,然后把它们的“肥肉”提炼出来。
在上世纪70年代第一次石油危机的时代背景下,生物塑料的相关研究在全球范围内蓬勃开展,不但发现了大约300多种能够积累PHA的微生物,而且发展出了较为成熟的生产工艺。
然而,PHA生物塑料到今天为止,完全没有普及。
目前,全球仅聚乙烯和聚丙烯两种最普通的石油基塑料,年产能就有13000-14000万吨。PHA的年产能只有5万吨左右,产量只是石油基塑料的一个零头。
问题就是成本。塑料太便宜,生产工艺太成熟,使用的量太大了。据国内某批发平台数据,按目前工艺生产的生物塑料(PHA)的价格,大致在普通聚乙烯和聚丙烯的3倍至10倍。
所以,要使生物塑料普及,大范围取代石油基塑料,就必须把成本降下来。
就这样,人类解决白色污染、摆脱石油依赖的难题,转化成了“如何便宜地把某些微生物养肥”的问题。
恰同学少年,清华大学“生命科学学院”、“长江学者”特聘教授陈国强老师领衔的一支年轻团队,就是想要解决这个问题!
身为此种微生物饲养工业的佼佼者,他们不但找到了皮实好养的菌种,还用新兴的“合成生物学”技术,把它们进一步改造得更加温驯好养,重构了PHA的整个生产过程,实现生产总成本比现有技术降低一半,走在了世界的最前列。
日前,他们已成功完成为期8个月的生物塑料新技术工业化中试,即将在明年开始5-10万吨规模的量产。
这其实,是个相当有趣的“驯化”故事。
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- 责任编辑:周远方
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