公共勢頭的浪潮正在抵御石油基塑料的危機，石油基塑料坐在我們的垃圾填埋場中，漂浮在我們的海洋中，并出現(xiàn)在我們的空氣甚至食物中。

同時，在科羅拉多州立大學化學實驗室中，高分子科學領域的一些最有才華的人們正在努力尋找他們認為可行的解決方案。每天，他們都在為可持續(xù)材料開發(fā)新的化學方法，這些化學材料可以與甚至幾十年難以使用的，不可回收的，不可降解的商品塑料競爭，甚至使它們變得不堪重負。

化學系教授尤金·陳(Eugene Chen)領導了一項新研究，該研究證明了制造現(xiàn)有生物材料類別的化學催化途徑-已在工業(yè)環(huán)境中獲得發(fā)展勢頭-甚至在商業(yè)上更可行且結(jié)構(gòu)更多樣化。研究結(jié)果發(fā)表在《科學》雜志上，論文包括第一作者唐曉燕和研究生合著者安德里亞·韋斯特利(Andrea Westlie)和埃利·沃森(Eli Watson)。

可生物降解的塑料

近年來，Chen將實驗室的一些工作重點放在了一套名為PHA或多羥基鏈烷酸酯的生物材料上。它們是由細菌產(chǎn)生的一類聚酯，可生物降解到商業(yè)塑料所沒有的水平。他們通過在海洋和垃圾填埋場自然降解來擊敗由聚乳酸(PLA)制成的“可堆肥”生物塑料，而PLA需要在工業(yè)上進行堆肥。有些人將PHA視為在充滿塑料的黑暗世界中的燈塔，許多公司已經(jīng)在嘗試圍繞這種生物基材料創(chuàng)建行業(yè)。

但是，PHA有其局限性。它們是在生物反應器中制造的，在該反應器中，細菌群落將可生物再生的碳原料(例如糖)轉(zhuǎn)化為最簡單的PHA形式，稱為PHA(3-羥基丁酸酯)或P3HB。不同的碳源和細菌也可以制造其他PHA衍生物。這些生物合成裝置目前很昂貴，相對較慢，并且由于其有限的可擴展性和生產(chǎn)率而受到阻礙。

Chen及其同事在他們的《科學》論文中一一攻克了這些限制，提供了一種新穎的化學合成途徑來制造具有增強，可調(diào)，機械和物理特性的常規(guī)和新型PHA。這些正是使石油塑料在我們的世界中無處不在的特征。

聚合方法

CSU聚合物化學家報告說，他們的新聚合方法是通過催化劑直接聚合以8種立體異構(gòu)體形式存在的生物來源單體8DL來實現(xiàn)的。催化的聚合反應產(chǎn)生有序的結(jié)晶晶體，即所謂的“立體序列” PHA。在實驗室中，研究人員展示了他們材料的延展性和韌性，以及調(diào)節(jié)材料結(jié)構(gòu)和功能的能力。

陳說：“我們想解決瓶頸問題。” “我們?nèi)绾尾拍荛_發(fā)出通往此類出色的可生物降解塑料的化學催化途徑，從而使您基本上具有可擴展性，快速生產(chǎn)和可調(diào)諧性，以制造不同的PHA?……這就是動機。”

這項工作建立在先前發(fā)表在《自然通訊》上的研究的基礎上。然后，研究人員利用他們的化學合成途徑制造了P3HB，這是150種PHA生物材料之一。但是P3HB相對較脆，因此對于當今的許多石油塑料應用來說，它是不切實際的。

陳強調(diào)，他不是制造PHAs的生物合成途徑的專家。但是，他的實驗室正在為現(xiàn)有和新型PHA材料提供技術上有利的化學催化方法，這可能在解決我們這一代的塑料危機中發(fā)揮重要作用。