原料取之不盡 DNA生物塑膠具量産化潛力

近日，天津大學仰大勇教授團隊聯合中石油石化研究院成功研發出新型DNA生物塑膠，這種塑膠原料來源豐富，生産、使用和回收處理全過程均與生态環境友好相容，且可以低能耗無損回收，有望在部分應用領域替代石油基塑膠。相關成果已發表于權威期刊《美國化學會志》。

我國每年進口的石油資源約1/3用于合成塑膠制品，塑膠加工制品的産量和消費量均居世界第一。但塑膠原料提取過程耗能高、污染高，會産生大量溫室氣體和化學副産物。目前全球每年産生幾千萬噸塑膠垃圾，且這一數字正以驚人的速度逐年增加。

大量石油基塑膠的廢棄是對不可再生資源的巨大浪費，同時也極大加劇能源危機。發展可循環使用的生物基塑膠成為解決塑膠污染、緩解碳排放問題的有效手段，特别是發展生态環境友好塑膠，成為目前學術界和産業界的研究熱點。

脫氧核糖核酸（DNA）是生命遺傳物質，在大自然中廣泛存在，是一種取之不盡、用之不竭的生物高分子。如果将地球中儲存的小部分DNA轉化為生物塑膠，理論上可以有效緩解日益增長的塑膠使用需求。

仰大勇教授團隊開發了低溫加工生成DNA生物塑膠的新方法，制備了一種在生産、使用和回收處理過程中均與環境相相容的新型DNA生物塑膠。“這種塑膠的原材料包括天然DNA和離聚物，均來源于生物可再生資源。”仰大勇介紹，與石油基塑膠熔融加工政策相比，這種新型DNA塑膠的加工能耗更低。新型DNA塑膠還可以通過無損回收政策制成新的塑膠制品循環使用，也可以在DNA酶作用下實作可控降解。

據仰大勇教授介紹，現有的工業化裝置可以快速地從植物、藻類和細菌中大量提取生物質DNA，利用這些裝置可以實作DNA年産量數十萬噸，新型DNA塑膠有巨大的量産化潛力。同時，這種塑膠可折疊性和低溫穩定性優異，可加工成多腔室微結構，有望在生物傳感、藥物遞送群組織工程等生物醫學領域發揮重要作用。

中石油石化研究院何盛寶院長表示，中國石油天然氣集團有限公司把“綠色低碳”納入公司發展戰略，為實作建設“低碳能源生态圈”的目标，中石油石化研究院成立了氫能、生物化工和新材料研究所，旨在探索颠覆性的新能源新材料，以應對全球新一輪産業革命的到來和日益嚴峻的環境能源危機。這次與天津大學合作研發的DNA生物塑膠是該領域的創新性成果之一，對于建構低碳循環發展經濟體系具有重要意義。

記者 陳 曦 通訊員 焦德芳

來源： 科技日報