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37年把冷板凳坐热,清华大学教授陈国强团队开拓生物制造技术新方向

人民日报  2022-04-11 08:34

在可降解的生物材料研发上摸索了37年的清华大学教授、合成与系统生物学中心主任陈国强,最近终于眉头舒展:“这次接近看到曙光了。”

为减少不易降解的石化塑料造成的白色污染,科学家一直在寻找可降解材料,生物制造是路径之一。在诸多生物材料中,PHA(聚羟基脂肪酸酯)这一类材料家族,有全过程在水里合成、完全降解、动物可食用等优势,被寄予厚望。上世纪90年代,工业界试图大规模生产时,却遇到成本高、能耗高等难题。相比成熟的化工制造,生物制造PHA材料实在没有竞争力。

从80年代开始,陈国强就在做PHA研究。PHA大规模产业化被认为难以走通时,相关研究迅速降温,有观点认为:作为大宗材料,PHA没有前途。靠着从国家自然科学基金委员会和产业界争取到的资助,陈国强继续研究生物制造技术。“我坚信这是未来发展方向,咬着牙也要把它做下去。”陈国强告诉记者。其间,在科技部有关课题的持续支持下,他探索出了可行的PHA规模化生产方法,但受制于制造成本、复杂的生产流程等,实际应用的范围很小。

生物制造成本居高不下,重要原因是反应过程消耗大量淡水和能量,生产工艺复杂、设备投资巨大,生产过程中出错(染菌)率很高。能不能用海水来替代淡水?实现这一设想,前提是找到适合海水的菌种。2003年,陈国强团队得知新疆有个艾丁湖,这是一个由于酷热、干燥的气候形成的内陆咸水湖。经过多次实地土壤筛选,他们惊喜地发现,两株细菌具有高度耐盐以及快速生长的特性,且不易被其他微生物感染。这正是团队苦苦寻找的理想工业微生物菌株。

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