Нефтехимические пластмассы достигли больших успехов в жизни людей, которые широко используются в области бытовой техники, упаковочных материалов, строительных объектов, медицинского оборудования и т. Д. Однако деградацию нефтехимических пластмасс нельзя замедлять или даже деградировать. Проблема экологического белого загрязнения Играть больше веса.
Источник изображения: Биокатализ
Как разработать и применить биоразлагаемый материал, который может заменить нефтехимические пластмассы, стал исследовательской точкой зрения ученых.
Полигидроксиалканоаты (PHA), класс биологически разлагаемых пластмасс, выделяются среди множества биоразлагаемых материалов благодаря их выдающимся свойствам, и давайте приблизиться к этим материалам.
введение
PHA - это разновидность биосодержащих материалов, синтезированных микроорганизмами. Это продукт бактерий, когда условия роста не сбалансированы. Физиологическая функция PHA сначала является источником углерода и аккумулятором энергии в бактериях. Французский ученый Лемоин обнаружил, что впервые в Bacillus megaterium он нашел поли-3-гидроксибутират (PHB) природного полимера
Наибольшей особенностью PHA является то, что она может быть разложена микроорганизмами практически в любой среде (компост, почва и морская вода) и, как ожидается, будет экологически чистым полимерным материалом, обещая решить проблему «белого загрязнения».
Источник изображения: danimerscientific
Метод синтеза
Полигидроксиалканоаты (PHA) синтезируют методы биосинтеза и химического синтеза двух видов.
Метод биосинтеза
Бактериальный синтез: Различные микроорганизмы могут превращать различные ферментационные субстраты в PHA в подходящих условиях.
Генетическая инженерия: Введение ферментов, участвующих в продуцировании PHB из рода Alcaligenes, которые являются эвтрофными бактериями в масличных растениях для получения трансгенных растений и клонирования синтетических PHB из клеток или пластид этих трансгенных растений. Генный подход исключает выделение PHB из бактерий в бактериальном процессе Этапы очистки могут снизить стоимость синтеза.
Метод химического синтеза
Бета-бутиролактоновый процесс полимеризации с открытием кольца двумя способами:
Путь один: Связь между карбонильной группой и атомом кислорода в лактонном кольце разрушается, и рацемат встречается редко в продукте.
Второй путь: Связь между атомом β-углерода и атомом кислорода в лактонном кольце расщепляется для получения энантиомерно происходящих
Рацемический эффект.
вид
PHA из-за его мономера представляет собой хиральные гидроксикислоты R-типа, мономер может иметь различные боковые цепи, различные длины углеродной цепи, поэтому полимеризация PHA также разнообразна, существует более 100 различных одиночных Сообщается тело.
В зависимости от количества атомов углерода в PHA-мономере PHA можно разделить на две категории:
За последние десять лет PHA, состоящие из двух или более мономеров, привлекли большое внимание, и поэтому, согласно типам мономеров, можно сказать, что PHA делятся на две категории.
Сравнение производительности PHA
Области применения
В качестве нового функционального материала, РНО может быть изготовлено в виде пленки, бутылки и литья под давлением детали, можно формовать в виде волокон, ткань, изготовленная, она может быть широко применена к пленке, ортопедическая, предметы личной гигиены, с контролируемым высвобождением лекарственного средства, специальная упаковки ст., но в настоящее время высокой стоимости, и, следовательно, в основном используются в биомедицинских и косметических областях, такие как хирургические швы, системы доставки лекарственных средств и тому подобные.
РНА из одноразовых пластмассовых изделий, которые отходы могут быть легко многие микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и водоросли в среде разложения для CO2 и H2O, не загрязняют окружающую среду.
Источник: danimerscientific
Поскольку PHA обладает хорошей биосовместимостью, его можно использовать в качестве носителя для хирургических швов и систем доставки лекарств в медицине, а косметические шарики могут быть изготовлены в повседневной жизни.
Источник изображения: инжиниринг
PHA можно использовать в качестве трансплантата для тканей животных и человека, а его стент, вносящийся в определенные ткани, имплантируется в организм.
Это может быть сделано в фиксированные скелетные материалы, такие как костяные гвозди, костяные стержни и т. П. В ортопедической хирургии. У этого есть усиливающий эффект: шероховатая поверхность может способствовать росту тканей человека.Поры могут быть использованы для инфильтрации и обмена.Когда новые ткани растут, Постепенно деградация, разложение продукта может поглощаться телом, не вызывает побочных реакций.
Скелетные мягкие ткани
PHA протезный сердечный клапан
Источник изображения: лаборатория Aquamarine
PHA может использоваться для изготовления разлагаемых волокон и текстиля.
Использование обычного метода мокрого формования может быть превращено в волокна, такие как из марли, заживление ран имеет отличный эффект, а в качестве материала PHA могут быть сделаны медицинские перчатки, перевязочные материалы, тампоны, медицинские пленки и другие предметы медицинского назначения.
Источник изображения: DuPont
Источник изображения: DuPont
Источник изображения: danimerscientific
PHA является оптически активным и имеет хиральный углерод в каждом строительном блоке, который может быть использован для хроматографического анализа для разделения оптических изомеров.
PHA имеет пьезоэлектрические свойства, может быть изготовлен из пьезоэлектрических компонентов, датчиков давления, зажигания, акустических приборов и осцилляторов и т. Д., Но также и в качестве преобразователя, особенно в преобразователях in vivo.
Источник изображения: wageningen
Газовые барьерные свойства PHA (CO2 и O2 могут быть медленно переданы), подходящие для упаковочных материалов.
Источник изображения: danimerscientific
......
Связанные предприятия в стране и за рубежом
