生物降解材料PHA是什么？

两根吸管被一起放到海水里，固定相机记录了它们在海水中的变化。经过9周的时间，右边的吸管竟然整体消失了，而左边的吸管看上去变化不大。视频左边的是普通的可降解塑料，而右边能更快降解的神奇材料，叫PHA。

现在，这种神奇材料已经在餐具、包装袋、纺织品等很多领域开始出现了，它可以成为普通塑料的替代品。这些东西看上去和普通塑料制品并没什么两样，但实际上，神奇材料PHA和普通塑料最大的不同就是，它是由微生物发酵生产出来的，可以完全地自然降解。

而普通的化工塑料，就像我们平时用的有塑料薄膜内衬的一次性杯子，还有塑料吸管餐盒等等，可能需要30年到200年不等，才能完全分解。这些石油产物的塑料造成的白色污染，对人类的生存环境带来巨大的危机。科学家一直在寻找可以完全自然降解的塑料替代品。那么利用生物制造方法生产出来的PHA，就被认为是最有希望替代传统塑料的、安全的生物材料。

从微生物细胞里

“长”出来的新材料

吸管、一次性餐具、咖啡杯还有孩子们爱玩儿的积木、各类3D打印材料，小包包、纺织品等如此丰富的产品都是由PHA制成的。PHA专业的名字叫聚羟基脂肪酸酯，它们是从微生物的细胞里“长”出来的新材料。听起来很复杂，但它的本质很简单，就是微生物体内的脂肪。

但这些微生物体内的脂肪，和我们身上的赘肉可不一样，科学家发现PHA具有和PP、PE等合成塑料非常相似的物理特性，但在光学活性、热塑性等方面还要更强，是传统塑料的高级“平替”。科学家们利用合成生物学技术，将自然界中的一些特殊的微生物进行基因改造和重组，并控制它们的代谢通路，让它们具备生产PHA的能力。

PHA是理想医学材料

可生产人造血管

由于它本身就是微生物体内的产物，因此生物相容性极强，也是一种理想的医学材料。科学家已经在使用这些材料设计生产出人造血管，还有一些人造关节等，这些材料使用在人体内，其生物相容性不会带来有害的风险。

我们知道传统塑料要从石油中提炼，不仅白色污染严重，石油还是不可再生的，禁不住无限使用。而PHA能从微生物体内长出来，微生物在地球上存在了几十亿年，是取之不尽、用之不竭的自然资源。

从微生物到“打工菌”

探秘PHA细胞工厂

清华大学科研团队从新疆艾丁湖中提取的微生物，叫作“嗜盐菌”。科研团队选择它作为基础，通过二十多年的基因改造和迭代，过去湖水中的“嗜盐菌”，现在已经成为用于生产PHA的“打工菌”。只要给它投喂葡萄糖或者醋酸，就可以生产出各种各样、性能不同的PHA材料。从一个个微生物细胞，怎样变身成为新型塑料PHA的呢？

作为一个战略性新兴产业发展方向，各地近年来也在加紧合成生物产业的布局。北京、上海、深圳等地都在围绕合成生物领域布局创新中心、研发平台，打造合成生物产业链，在资源整合和政策的支持下，我国合成生物制造可以快速迭代发展，会给我们的生产、生活带来更多绿色、低碳、高效的可能。

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