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生物塑料包括源自植物基材料、农业副产品和其他可再生生物质来源的塑料，以及那些能够通过微生物自然降解的塑料。与从石油等化石燃料中提取的传统塑料不同，可生物降解的生物塑料无塑料污染问题，从而减少了对环境的影响。

PHA目前在生物塑料中受到热捧。PHA源自微生物合成，由于做成的产品应用外观与塑料相似，一直被称为生物“塑料”。但实际上，PHA=生物塑料吗？微构工场与清华大学团队共同在Biotechnology Advances上发表题为PHA is not just a bioplastic! 的文章，一起来看看哪些证据说明PHA不仅仅是生物“塑料”。

▲PHA is not just a bioplastic! 论文

不同的微生物可以产生具有不同分子结构、单体比例和分子量的PHA。聚-3-羟基丁酸酯 （PHB） 可能是最丰富和最广泛研究的 PHA，许多细菌都可以合成PHB，包括钩虫贪铜菌、罗氏真氧菌、盐单胞菌和某些芽孢杆菌和链霉菌属。迄今为止，大约有 92 个细菌属已经证明了能在厌氧和好氧条件下合成PHA，合成超过160种PHA单体，并且每年都有新的PHA单体被陆续发现。

▲盐单胞菌中的PHA

一般的生物塑料是从淀粉中水解得到葡萄糖，再经过微生物发酵得到中间产物，进一步通过化学高温高压缩合聚合或开环聚合而成，而PHA的合成与生产过程与一般的生物塑料有着较大差异。

首先，细菌会根据其代谢和PHA聚合酶基因合成不同的PHA。因此利用基因工程、代谢工程等手段，可以去增强PHA的产生能力。

在发酵过程中，微生物通过利用培养基中的碳源和氮源来生长，并逐渐积累体内的PHA含量。通过控制发酵条件，包括温度、pH 值等，可以实现PHA生产的优化。选择的碳源通常来自可再生资源，如糖、植物油和工业副产品；而发酵过程也可以连续进行，整个过程也不再需要高温高压的条件。

通过代谢工程的努力，可以对合成的PHA进行“微调”，以符合不同产品的不同要求，从而实现材料特性的定制化，如延展性、弹性、导热性和透明度。

短链PHA（scl-PHA）的性能几乎与PP和PET相当，中链PHA（mcl-PHA）则犹如橡胶和弹性材料，可用于多种应用。分子量达数百万的超高分子量PHA已被证明可在高强度纤维中应用，例如渔网，绳子等。

在其他生物基材料中，例如纤维素基材料在纸张和纺织品等应用中具有特定优势，但不如PHA的性能广。此外，从玉米或植物物质中提取的生物基塑料仅限于所选原料的固有特性。相比之下，PHA表现出广泛的特性，可以针对特定应用进行定制，这种多功能性比源自纤维素或淀粉的生物基材料更具优势。

与更广泛的生物塑料类别相比，PHA表现出独特的品质、应用和特征。这种独特性包括它们的多功能性、多样化的分子结构，以及在超出传统生物塑料范围的一系列能力。

不同的PHA聚合物和共聚物可以模仿石油衍生塑料的功能，提供一种可生物降解、无毒和环保的替代品。现在有多种PHA单体能够取代一些从消费品到包装的化石燃料衍生塑料。它们可以被设计成具有不同程度的灵活性、强度和透明度，使其可用于各种行业。

PHA已被证明是包装材料中一种非常宝贵的环保选择，可用于薄膜、泡沫、纸张涂料、吸管等。

在纺织工业中，PHA提供了一种可持续的纤维替代品，而其作为废水处理中反硝化的碳源的应用还展示了其在环境修复方面的多功能性。

PHA的生物相容性、无毒性和抗菌特性可以被扩展应用到医疗领域。由于其在体内无害分解的能力，PHA已被应用于组织工程植入物、细胞生长基质、药物载体等。

看完这些，你还认为PHA只是一种生物“塑料”吗？

· 官方网站 ·

http://www.phabuilder.com