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韩国科学技术院科学家通过基因工程改造微生物,首次成功制备出类似尼龙的坚固且柔韧的生物塑料。尽管面临产业化挑战和成本问题,这一研究仍为解决全球塑料污染问题提供了新的思路。

韩国科学技术院科学家通过基因工程改造微生物,成功制备出坚固且柔韧的生物塑料,这种新材料类似尼龙。相关研究已在《自然·化学生物学》杂志上发表。全球每年产生约4亿吨不可降解的石油基塑料废物,对野生动物、人类和地球健康构成严重威胁。尽管科学家已利用细菌生产出聚酯,但在生产尼龙类材料方面一直未能取得突破,主要原因是自然界缺乏合成此类聚合物的天然酶。

为了攻克这一技术难题,研究团队修改了细菌的酶编码基因,并将改造后的DNA插入大肠杆菌中。这些“定制”基因成功表达出新型天然酶,这些酶能够连接分子链生成聚合物。最终,团队研发出了聚酯酰胺(PEA)生物塑料,其主要由聚酯和少量类似尼龙的酰胺键组成。测试显示,其中一种PEA的物理、热和机械性能与聚乙烯相当,聚乙烯是广泛使用的商用塑料之一。

研究团队表示,他们计划利用大型生物反应器扩大生产规模。然而,这条“微生物工厂”的产业化之路仍面临诸多挑战,包括聚合物体积庞大难以穿过细胞壁、需要复杂的纯化过程等。目前,这种生物塑料的成本高于石油衍生塑料,且酰胺键含量尚未达到真正尼龙的标准,因此,完全利用细菌生产出真正的尼龙还需时间。

(文章来源:科技日报