原料取之不盡 DNA生物塑料具量產化潛力
◎本報記者 陳 曦 通訊員 焦德芳
近日,天津大學仰大勇教授團隊聯合中石油石化研究院成功研發出新型DNA生物塑料,這種塑料原料來源豐富,生產、shiyonghehuishouchuliquanguochengjunyushengtaihuanjingyouhaojianrong,qiekeyidinenghaowusunhuishou,youwangzaibufenyingyonglingyutidaishiyoujisuliao。xiangguanchengguoyifabiaoyuquanweiqikan《美國化學會誌》。
我國每年進口的石油資源約1/3用於合成塑料製品,塑料加工製品的產量和消費量均居世界第一。但塑料原料提取過程耗能高、汙染高,會產生大量溫室氣體和化學副產物。目前全球每年產生幾千萬噸塑料垃圾,且這一數字正以驚人的速度逐年增加。
大量石油基塑料的廢棄是對不可再生資源的巨大浪費,同時也極大加劇能源危機。發展可循環使用的生物基塑料成為解決塑料汙染、緩解碳排放問題的有效手段,特別是發展生態環境友好塑料,成為目前學術界和產業界的研究熱點。
脫氧核糖核酸(DNA)是生命遺傳物質,在大自然中廣泛存在,是一種取之不盡、用之不竭的生物高分子。如果將地球中儲存的小部分DNA轉化為生物塑料,理論上可以有效緩解日益增長的塑料使用需求。
仰大勇教授團隊開發了低溫加工生成DNA生物塑料的新方法,製備了一種在生產、使用和回收處理過程中均與環境相兼容的新型DNA生物塑料。“這種塑料的原材料包括天然DNA和離聚物,均來源於生物可再生資源。”仰大勇介紹,與石油基塑料熔融加工策略相比,這種新型DNA塑料的加工能耗更低。新型DNA塑料還可以通過無損回收策略製成新的塑料製品循環使用,也可以在DNA酶作用下實現可控降解。
據仰大勇教授介紹,現有的工業化設備可以快速地從植物、藻類和細菌中大量提取生物質DNA,利用這些設備可以實現DNA年產量數十萬噸,新型DNA塑料有巨大的量產化潛力。同時,這種塑料可折疊性和低溫穩定性優異,可加工成多腔室微結構,有望在生物傳感、藥物遞送和組織工程等生物醫學領域發揮重要作用。
中石油石化研究院何盛寶院長表示,中國石油天然氣集團有限公司把“綠色低碳”納入公司發展戰略,為實現建設“低碳能源生態圈”的目標,中石油石化研究院成立了氫能、生sheng物wu化hua工gong和he新xin材cai料liao研yan究jiu所suo,旨zhi在zai探tan索suo顛dian覆fu性xing的de新xin能neng源yuan新xin材cai料liao,以yi應ying對dui全quan球qiu新xin一yi輪lun產chan業ye革ge命ming的de到dao來lai和he日ri益yi嚴yan峻jun的de環huan境jing能neng源yuan危wei機ji。這zhe次ci與yu天tian津jin大da學xue合he作zuo研yan發fa的deDNA生物塑料是該領域的創新性成果之一,對於構建低碳循環發展經濟體係具有重要意義。
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