取之不尽的原材料DNA生物塑料具有大规模生产的潜力

近日，天津大学杨大勇教授与中国石油石化研究院成功研发出一种新型DNA生物塑料，原料丰富，生产、使用、回收全过程对生态环境友好兼容，可低能耗、无损回收，有望在部分应用领域替代石油基塑料。相关成果已发表于权威期刊《美国化学会志》。

中国每年约有三分之一的进口石油资源用于合成塑料制品，塑料加工制品的产量和消费量居世界首位。然而，塑料原料的提取过程能耗高、污染大，会产生大量的温室气体和化学副产物。目前，全球每年产生数千万吨塑料垃圾，而且这个数字还在以惊人的速度逐年增加。

大量石油基塑料的浪费是对不可再生资源的巨大浪费，也大大加剧了能源危机。发展可循环利用的生物基塑料已成为解决塑料污染和碳排放问题的有效手段，尤其是发展环保塑料，已成为学术界和工业界的研究热点。

脱氧核糖核酸是生命的遗传物质，广泛存在于自然界，是取之不尽用之不竭的生物聚合物。如果将地球上储存的少量DNA转化为生物塑料，理论上可以有效缓解对塑料日益增长的需求。

杨大勇教授的团队开发了一种低温加工生成DNA生物塑料的新方法，并制备了一种在生产、使用和回收过程中与环境相容的新型DNA生物塑料。"这种塑料的原料包括天然的脱氧核糖核酸和离聚物，它们都来自生物可再生资源."杨大勇介绍，与石油基塑料的熔融加工策略相比，这种新型DNA塑料的加工能耗更低。新的DNA塑料也可以通过无损回收策略回收成新的塑料制品，也可以在DNA酶的作用下降解。

据杨大勇教授介绍，现有的工业设备可以快速从植物、藻类和细菌中提取大量的生物质DNA。有了这些设备，DNA年产量可达几十万吨，新型DNA塑料大规模生产潜力巨大。同时，该塑料具有优异的可折叠性和低温稳定性，可加工成多室微结构，有望在生物传感、药物传递、组织工程等生物医学领域发挥重要作用。

中国石油石化研究院院长何胜宝表示，中国石油天然气集团公司将“绿色低碳”纳入公司发展战略。为实现构建“低碳能源生态系统”的目标，中国石油石化研究院成立了氢能、生物化学与新材料研究所，旨在探索颠覆性的新能源和新材料，以应对新一轮全球工业革命的到来和日益严峻的环境与能源危机。与天津大学合作开发的DNA生物塑料是该领域的创新成果之一，对构建低碳循环发展经济体系具有重要意义。