研究人员表示，一种利用二氧化碳生产可生物降解塑料（即生物塑料）的新系统，可以取代当今使用的不可降解塑料。
研究人员表示，该工艺中使用二氧化碳有助于减少温室气体排放。
该研究展示了“脱碳生物制造”的蓝图，这一蓝图有望变革我们的制造业。
研究人员表示，一种利用二氧化碳生产可生物降解塑料（即生物塑料）的新系统，可以取代当今使用的不可降解塑料。
该研究应对两项挑战：不可降解塑料的累积，以及温室气体排放的治理。
当今的石油基塑料不易降解，会对生态系统乃至最终的海洋造成严重问题，得克萨斯农工大学植物病理学与微生物学系副教授Susie Dai表示。
为应对这些问题，研究人员及其团队历时近两年，开发出一套集成系统，该系统以二氧化碳作为细菌的原料，使其在营养液中生长并生产生物塑料。
“二氧化碳已被用于与细菌协同生产多种化学品，包括生物塑料，但这一设计使我们的二氧化碳转化生物塑料流程实现了高效、顺畅的运行，”Dai表示。
“从理论上讲，这有点像一列由各个单元相互连接而成的列车，”她说。“第一个单元利用电力将二氧化碳转化为乙醇及其他双碳分子，这一过程称为电催化。在第二个单元中，细菌消耗乙醇和碳分子，成为生产生物塑料的“工厂”，这些生物塑料有别于较难降解的石油基塑料聚合物。”
该工艺中使用二氧化碳还有助于减少温室气体排放。许多制造工艺都会排放二氧化碳作为废弃物。
“如果我们能够捕集废弃的二氧化碳，就能减少温室气体排放，并将其用作原料生产产品，”Dai表示。“这一新平台在应对可持续发展挑战以及推动未来二氧化碳减排设计变革方面具有巨大潜力。”
该新平台的主要优势在于，其反应速率远高于光合作用，且能源效率更高。
“我们正在扩大该平台的产能，以涵盖燃料、大宗化学品和多种材料等广泛产品领域，”Dai表示。“该研究展示了“脱碳生物制造”的蓝图，这一蓝图有望变革我们的制造业。”
Dai表示，生物塑料目前的成本高于石油基塑料。但如果该技术足够成熟，能够实现规模化经济生产，各行业便可以用对环境负面影响较小的产品取代传统塑料制品。此外，减少天然气和发电设施等能源领域的二氧化碳排放，也将带来益处。
“如果将细菌改造为能够消耗二氧化碳衍生分子并生产目标产品，这一创新就为新产品打开了大门，”Dai表示。“该设计的优势之一在于，细菌生长所需的条件较为温和，且能够适应工业规模的生产条件。”
该研究发表于期刊《Chem》。来自得克萨斯农工大学和圣路易斯华盛顿大学的其他研究人员也为此项工作做出了贡献。得克萨斯农工大学系统已就该集成系统提交专利申请。
