据一项新研究，科学家已找到一种方法，用电喂养微生物，从而培育真正环保、可生物降解的生物塑料。
这项研究源于这样一种设想：工程师可以将太阳能或风能转化而来的电力，与煤炭或石油来源的电力互换使用。或者，他们也可以把可持续生产的电力转化为有形且实用的东西。
“我们的星球正苦于塑料使用泛滥、塑料生产依赖石油以及塑料废弃物问题，因此，寻找可持续的生物塑料生产方式正变得越来越重要，”圣路易斯华盛顿大学生物学助理教授阿尔皮塔·博斯说。“我们必须找到新的解决方案。”
目前，可再生能源约占美国能源总消耗的11%，约占发电量的17%。
可再生电力面临的主要问题之一是能源储存——如何收集晴朗多风时段产生的电力，并将其储存起来，以供天黑无风时使用。博斯认为，生物塑料是利用间歇性能源产生的“多余”电力的一种好方式，既可作为电池储能的替代方案，也可避免用这类能源生产另一种燃料。
博斯的实验室是最早利用微生物电合成，从“以电为食”的微生物中获取一种名为聚羟基丁酸酯（PHB）的聚合物的实验室之一。博斯表示，他们生产的塑料“可持续、碳中和且成本低廉”。
“生物塑料生产面临的一项重大挑战是底物投入，这会影响成本，”博斯实验室的研究技术员、论文第一作者塔希娜·拉奈沃阿里索阿说。
“像R. palustris TIE-1这样用途广泛的细菌，只需利用二氧化碳、光，以及来自电力或铁的电子，就能有效生产生物塑料；这拓宽了生物塑料生产可用的底物范围。”
在发表于《生物电化学》的一篇相关论文中，博斯的研究团队展示了TIE-1如何与各种形态的铁相互作用，同时利用电力作为电子来源。研究人员在微生物使用的电极上手工涂覆一种特殊的锈，以提高PHB的产量；这也增加了微生物对电力的摄取。
博斯认为，微生物合成的生物塑料未来可在太空发挥作用，宇航员届时可以利用3D打印技术制造自己的工具，而不必将所有物品从地球预先运送过去。
“我们的观察为可持续生产生物塑料开辟了新途径，这不仅适用于地球上资源有限的环境，也适用于太空探索以及在其他行星上就地利用资源，”博斯说。
这项研究获得了美国能源部、国防部、陆军研究办公室以及戴维和露西尔·帕卡德基金会的资助，成果发表于《工业微生物学与生物技术杂志》。
