为了寻找更好的全生物降解材料，他研究了36年！
为了寻找更好的全生物降解材料，他研究了36年！
在严格禁塑的今天，行业内都在寻找一种完美的可替代原料，于是PLA、PBAT等材料风靡一时，无数人把眼光转向它们。可另一种材料PHA,属于天然高分子材料，却被冷落一直默默无闻。
PHA(中文名：聚羟基脂肪酸)，是一种由微生物合成制造的天然高分子材料。它在自然界大量存在，是细菌在生长条件不平衡时的产物，其生理功能首先是作为细菌体内的碳源和能量的储存物质，类似于植物的淀粉，被称为微生物的“脂肪颗粒”。它应用非常广泛，包括农用地膜、包装领域、医疗行业(组织工程、植入材料、药物缓释、医疗保健)等多个领域。
随着国家禁塑和中国实现碳达峰、碳中和目标的公布，开发先进的生物技术、扩大生物降解材料的生产规模显得尤为重要。为此，中国化工报社可降解材料调研组走进清华大学生命学院，并与该院化工系教授、合成与系统生物学中心主任陈国强进行了交流。
陈国强教授研究生物降解材料PHA已有36年，他指出，PHA与当下主流的可降解材料PBAT、PLA不同，PHA全生物合成，把微生物(如淀粉、葡萄糖、餐厨处理废液、植物油等)作为原料合成PHA，不需要精选化学合成品,结构多元性造就了PHA独有的特性，对市面上三种材料碳中和指数比较，PHA100%，PLA70%, PBAT30%，由此可见，PHA是一种绿色环保型高分子材料。
据陈国强教授介绍, PHA作为近20多年来迅速发展起来的生物高分子材料，具有完全的生物降解性、优异的生物相容性、良好的物理性能和热加工性能，是备受关注的生物医用材料及降解包装材料，近年来，PHA已成为生物材料领域最为活跃的研究热点。最为引人注目的热点之一就是“可再生”和“可降解”特性。按理说，这样环保的材料应该早就被行业追捧了，但由于PHA源于生物制造，制造成本高导致了材料的高价格，制造工艺难又导致了PHA的低产量。
陈国强指出，PHA由于高耗能，耗水，设备投资巨大和工艺复杂等缺点，还不具备与石油工业为基础且大量生产的石化类塑料进行直接竞争。这些弱点严重制约了生产规模进一步扩大。为克服这一弱点，简化原材料的生产工艺，降低生产成本是推广PHA应用的首要因素。
为此，陈国强研究团队用合成生物学技术重新编辑了嗜盐细菌的基因，并成功开发了“下一代工业生物技术”，这在国际上是首创，并拥有多项专利。该技术使用耐盐细菌，可以用海水为介质，生产过程可以开放和连续化，使用廉价的塑料、陶瓷或水泥反应罐，大幅度降低了生物制造的复杂性和设备的高昂制造成本。同时，该技术还具有节能、节水、连续和工艺设备简单等特点，大幅度降低了生物制造的生产成本，使产品竞争性大幅度增强，目前处于全球领先水平。
在工业生产方面，陈国强教授与珠海麦得发合作开发PHA在医疗卫生和食品的应用、北京微构工场合作进行多种新型PHA的“下一代工业生物技术”生产。
陈国强认为，PHA与其他性能优良生物可降解材料互补，可以达到1+1>2效果。
PHA与PLA共混，在高速熔融纺丝的较强拉伸流场作用下，PHA 快速变形、结晶成为高取向的纳米微纤结构，有效促进PLA 结晶，并改善PLA/PHA 共混纤维的耐热性和柔韧性 (手感)、着色、加工性能。此外，PLA/PHA共混纤维的光泽 (外观) 与真丝等高档纤维相媲美，具有天然抑菌、防螨等功能特性。
PHA与PBAT共混能改善双方的性能，能增加PBAT膜的挺度和硬度，可以增加PBAT纤维的可纺性，改善PBAT的降解速度 (从工业堆肥等级到家庭堆肥等级)，已有案例表明目前至少能提升2倍降解速度。
陈国强表示，随着PLA、PBAT、PBS、PPC和淀粉基材料的大力发展，PHA必然被带动。相对于其他绿色材料，PHA的降价空间和性能可调都为最大，降低PHA生产的复杂程度和制造成本，将带来PHA发展的黄金时代。未来发展的重要方向是使用废弃可发酵原料制造PHA。
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