石油基塑料發明至今只有100多年, 但其解周期長達300-500年. 傳統塑料造成嚴重的白色汙染問題, 給地球環境帶來巨大負擔.
生物塑料, 即PHA(聚羥基脂肪酸酯)的材料學性質與傳統石化塑料相似, 可以在50%以上石油基塑料應用領域發揮替代作用, 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, 生物塑料降解很快, 在土壤中3-6個月內就能降解, 同時其他微生物吃掉這種生物塑料以後還能繁殖得更快, 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, 年產能就有13000-14000萬噸. PHA年產能只有5萬噸左右, 產量只是石油基塑料的一個零頭.
關鍵原因是成本. 塑料太便宜, 生產工藝太成熟, 使用量太大. 據分析, 按目前工藝生產的生物塑料(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肥' .
清華大學 '生命科學學院' , '長江學者' 特聘教授陳國強老師領銜一支年輕團隊, 找到合適好養的菌種, 並用新興的 '合成生物學' 技術, 重構PHA生產過程, 實現生產總成本比現有技術降低一半, 走在了世界的最前列.
清華大學陳國強教授的生物可降解塑料研發團隊
目前, 他們已成功完成為期8個月的生物塑料新技術工業化中試, 將在2018年開始5-10萬噸規模的量產.
目前, PHA粒料已經被應用於可降解農膜, 一次性的木粉共混及純PHA餐具, 彩色3D列印絲, 電紡纖維, 購物袋等終端產品:
羅氏真養菌體內積累的PHA可佔到細胞乾重(除掉水分後的細胞重量)的80%
PHA還被發現有很好的醫用價值, 它有很好的生物相容性, PHA中的P4HB已經作為手術縫線,在美國批准進入了臨床, 被看好用於開發軟骨修複材料, 神經導管, 人工食道等.