石油基塑料發(fā)明至今只有100多年,但其解周期長達300-500年。傳統(tǒng)塑料造成嚴重的白色污染問題,給地球環(huán)境帶來巨大負擔(dān)。
生物基塑料,即PHA(聚羥基脂肪酸酯)的材料學(xué)性質(zhì)與傳統(tǒng)石化塑料相似,可以在50%以上石油基塑料應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮替代作用,完全可以用來做成塑料袋、塑料餐具、塑料瓶等等。
更重要的是,生物基塑料降解很快,在土壤中3-6個月內(nèi)就能降解,同時其他微生物吃掉這種生物塑料以后還能繁殖得更快,使土地更加肥沃。
然而,目前全球僅聚乙烯和聚丙烯兩種最普通的石油基塑料,年產(chǎn)能就有13000-14000萬噸。PHA年產(chǎn)能只有5萬噸左右,產(chǎn)量只是石油基塑料的一個零頭。
關(guān)鍵原因是成本。塑料太便宜,生產(chǎn)工藝太成熟,使用量太大。據(jù)分析,按目前工藝生產(chǎn)的生物基塑料(PHA)的價格,大約在普通聚乙烯和聚丙烯的3倍至10倍。
所以,要使生物基塑料普及,就必須把成本降下來,也即“如何便宜地把某些微生物養(yǎng)肥”。
清華大學(xué)“生命科學(xué)學(xué)院”、“長江學(xué)者”特聘教授陳國強老師領(lǐng)銜一支年輕團隊,找到合適好養(yǎng)的菌種,并用新興的“合成生物學(xué)”技術(shù),重構(gòu)PHA生產(chǎn)過程,實現(xiàn)生產(chǎn)總成本比現(xiàn)有技術(shù)降低一半,走在了世界的最前列。
目前,他們已成功完成為期8個月的生物基塑料新技術(shù)工業(yè)化中試,將在2018年開始5-10萬噸規(guī)模的量產(chǎn)。
目前,PHA粒料已經(jīng)被應(yīng)用于可降解農(nóng)膜、一次性的木粉共混及純PHA餐具、彩色3D打印絲、電紡纖維、購物袋等終端產(chǎn)品:
PHA還被發(fā)現(xiàn)有很好的醫(yī)用價值,它有很好的生物相容性,PHA中的P4HB已經(jīng)作為手術(shù)縫線,在美國批準(zhǔn)進入了臨床,被看好用于開發(fā)軟骨修復(fù)材料、神經(jīng)導(dǎo)管、人工食道等。
本文標(biāo)簽: 生物基塑料
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