塑料能否摘掉“环境污染元凶”的标签?对此疑问,韩国国内研究团队给出了答案:他们利用微生物开发出了以生物为基础的新型塑料。


以往广泛使用的塑料只能依靠化石燃料生产,因此难以摆脱环境污染问题。但此次新开发的塑料通过应用系统代谢工程,利用微生物生产出与尼龙性质相似的“聚酯酰胺”,有望在环境污染方面获得更大自由度。


聚酯酰胺被视为兼具日常常用塑料材质聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,聚酯)和尼龙(聚酰胺)优点的新一代材料。


(自上排左起)生命化学工程学系教授 Lee Sangyeop、博士 Chae Dongeon、博士 Choi Soyoung、博士课程研究生 An Dahui。KAIST 提供

(自上排左起)生命化学工程学系教授 Lee Sangyeop、博士 Chae Dongeon、博士 Choi Soyoung、博士课程研究生 An Dahui。KAIST 提供

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韩国科学技术院(KAIST)20日表示,生物化学工程系研究团队在 Lee Sangyeop 特聘教授带领下,利用系统代谢工程开发出微生物菌株,成功生产出新型环保生物基塑料——聚酯酰胺。


研究团队设计了自然界中不存在的新型微生物代谢途径,开发出可生产9种不同聚酯酰胺的通用平台微生物菌株。


研究团队强调,这使得以废木材、杂草等生物质的主要原料葡萄糖为基础生产聚酯酰胺成为可能。尤为重要的是,在该菌株的补料分批发酵工艺中实现了较高生产效率(54.57g/L),被认为具有进一步走向产业化的潜力。


研究团队与韩国化学研究院研究员 Jeong Haemin 与 Shin Jihoon 合作,对生物基塑料的物性进行分析,确认其具有与传统高密度聚乙烯(HDPE)相似的性质。


这不仅有望帮助生物基塑料摆脱“塑料=环境污染元凶”的恶名,同时也因其优异的强度和耐久性,进一步提升其取代传统塑料的期待。


研究团队预计,本次开发的菌株及策略,不仅可用于多种聚酯酰胺的生产,也将有助于构建生产其他类别高分子的代谢途径。


Lee Sangyeop KAIST 特聘教授表示:“本研究的意义在于提出了一种不依赖石油化工产业基础,而是通过可再生的生物基化学产业生产塑料(聚酯酰胺)的可能性。研究团队今后将继续开展研究,以提高生物基塑料的产量和生产效率。”


此外,本研究得到了科学技术信息通信部支持的替代石油环保化学技术开发项目——“引领生物化学产业的下一代生物炼制核心技术开发”课题的资助。



研究成果已于本月17日发表在国际学术期刊《Nature Chemical Biology》在线版上。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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