原料取之不盡 DNA生物塑料具量產化潛力

◎本報記者 陳 曦 通訊員 焦德芳

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生物塑料，這種塑料原料來源豐富，生產、使用和回收處理全過程均與生態環境友好兼容，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料。相關成果已發表於權威期刊《美國化學會志》。

我國每年進口的石油資源約1/3用於合成塑料製品，塑料加工製品的產量和消費量均居世界第一。但塑料原料提取過程耗能高、污染高，會產生大量温室氣體和化學副產物。目前全球每年產生幾千萬噸塑料垃圾，且這一數字正以驚人的速度逐年增加。

大量石油基塑料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料成為解決塑料污染、緩解碳排放問題的有效手段，特別是發展生態環境友好塑料，成為目前學術界和產業界的研究熱點。

脱氧核糖核酸（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。如果將地球中儲存的小部分DNA轉化為生物塑料，理論上可以有效緩解日益增長的塑料使用需求。

仰大勇教授團隊開發了低温加工生成DNA生物塑料的新方法，製備了一種在生產、使用和回收處理過程中均與環境相兼容的新型DNA生物塑料。“這種塑料的原材料包括天然DNA和離聚物，均來源於生物可再生資源。”仰大勇介紹，與石油基塑料熔融加工策略相比，這種新型DNA塑料的加工能耗更低。新型DNA塑料還可以通過無損回收策略製成新的塑料製品循環使用，也可以在DNA酶作用下實現可控降解。

據仰大勇教授介紹，現有的工業化設備可以快速地從植物、藻類和細菌中大量提取生物質DNA，利用這些設備可以實現DNA年產量數十萬噸，新型DNA塑料有巨大的量產化潛力。同時，這種塑料可摺疊性和低温穩定性優異，可加工成多腔室微結構，有望在生物傳感、藥物遞送和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，為實現建設“低碳能源生態圈”的目標，中石油石化研究院成立了氫能、生物化工和新材料研究所，旨在探索顛覆性的新能源新材料，以應對全球新一輪產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生物塑料是該領域的創新性成果之一，對於構建低碳循環發展經濟體系具有重要意義。