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研发环境友好型DNA生物塑料

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以生物质DNA和离聚物为原料制备的可持续DNA生物塑料。

天津大学教授仰大勇团队联合中石油石化研究院,成功研发了一种新型DNA生物塑料。该塑料原料来源丰富,生产、使用和回收处理全过程均与生态环境友好兼容,且可以低能耗无损回收,有望在部分应用领域替代石油基塑料。该成果发表于《美国化学会志》。

脱氧核糖核酸(DNA)是生命遗传物质,在大自然中广泛存在,是一种取之不尽、用之不竭的生物高分子,据统计,目前地球DNA总储量约为500亿吨。如果将其中的小部分DNA转化为DNA塑料,理论上可以有效缓解日益增长的塑料使用需求。

仰大勇团队据此开发了低温加工DNA生物塑料的新方法,制备出一种在生产、使用和回收处理过程中均与环境兼容的新型DNA生物塑料。这种塑料的原材料包括天然DNA和离聚物,均来源于生物可再生资源。与石油基塑料熔融加工策略相比,这种新型DNA塑料的加工能耗不到5%。新型DNA塑料还可以通过无损回收策略制成新的塑料制品,也可以在DNA酶作用下实现可控降解。

据仰大勇介绍,现有的工业化设备可以从植物、藻类和细菌中快速大量提取生物质DNA,利用这些设备DNA年产量可以实现数十万吨,意味着新型DNA塑料有巨大的量产化潜力。同时,这种塑料可折叠性和低温稳定性优异,可加工成多腔室微结构,有望在生物传感、药物递送和组织工程等生物医学领域发挥重要作用。

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