作者:王兆昱 来源:中国科学报 发布时间:2024/4/13 21:46:15
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日本设计新型菌株 有望生产可生物降解的绿色塑料

 

4月9日,日本神户大学等机构组成的科研团队在学术期刊《美国化学会可持续化学与工程》发表成果,通过操控基因组设计出一种细菌菌株,可大量生产性能优异的生物基聚合物材料,有望生产出可生物降解的绿色塑料。

塑料是人类文明的标志之一,具有可塑性、多用途和耐久性,但因难以自然降解而成为污染源,且原料主要来源于不可再生的原油。目前最有前途的替代品之一是从植物中提取的聚乳酸,但其质地较脆,且降解性差。

日本科研团队通过添加新基因和删除干扰基因,改造出一种特殊的细菌,只以葡萄糖为原料,就能大规模生产生物基聚合物材料——乳酸酯基聚酯聚(LAHB)。这是一种高度透明且具有柔韧性的生物塑料。通过修改基因组,还能控制LAHB分子链的长度,生产出比传统方法长10倍的LAHB分子链。在聚乳酸中加入这种超高分子量的LAHB之后,科研团队获得了一种性能更为优异的材料,比纯的聚乳酸具有更好的成型性和抗冲击性,而且在海水中一周内就能生物降解。冲击试验发现,聚乳酸的断裂面光滑,是脆性材料的表现;而这种新材料的断裂面“白化”,是增韧材料的表现。

该科研团队表示:“通过将聚乳酸与LAHB混合,可以一举克服聚乳酸的多种问题。这种新材料有望成为环保可持续的生物塑料,满足物理坚固性和生物降解性这两个相互矛盾的需求。通过多个项目的协同作用,我们的目标是实现一种将微生物生产和材料开发有效结合的生物制造技术。”

相关论文信息:

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.3c07662

 
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