生物材料已经达到临界点了吗?

生物技术在解决无数可持续性挑战方面尚未开发的潜力吸引了各行各业具有前瞻性的公司的注意。竞彩足球app怎么下载如今，每年超过4000亿美元的传统制造产品都是用生物质生产的，根据(PDF)杜克大学可持续发展与商业中心。竞彩足球app怎么下载

而生物燃料塑料和其他化石材料的生物替代品受到了广泛关注，它们正迅速成为主流。这些材料可以在制造、建筑、服装和更多。但是由于工业对传统化学的执着，许多生物基材料还没有达到规模。

随着生物基材料工程的突破达到临界点，这种情况正在开始改变。对微生物工作原理的集体理解，使我们第一次能够以更安全、更环保的方式制造化学品。我们可以通过工程使微生物具有特定的功能，包括各种可持续性的应用。竞彩足球app怎么下载

研究人员裴磊、马库斯•施密特和魏伟在2011年的一篇研究论文中写道:“尽管这些技术在许多年前就已经开发出来了，但从生物质中大规模生产聚合物并不可行，因为这些技术太昂贵。”“然而，近年来，研究部门的创新，特别是生物技术方面的创新，已经使一些生物转化能够与现有的化石转化过程竞争。”

生物塑料投机石油

生物塑料和传统塑料一样，但它们来自可再生资源，而不是化石燃料。它们通常包括淀粉塑料、纤维素聚合物和聚乳酸(PLA)等。根据杜克大学(Duke University)的数据，生物塑料仅占塑料市场的30万吨——不到全球每年生产的1.81亿吨合成塑料的1%。然而，生物塑料市场正以每年20%到30%的速度增长，这几乎无法满足需求。

生物塑料主流化的行动在2005年取得了巨大进展，当时沃尔玛(Walmart)宣布将使用解放军集装箱销售部分产品。其他公司，包括Newman 's Own Organics和Wild Oats，多年来一直在使用PLA产品。

生物塑料的环境优势是不言而喻的:它们的生产比石油化工基塑料产生更少的二氧化碳;利用植物源作为可再生材料，可以将产品作为新的生物质资源回收，用于热、有机或化学循环利用。

杜邦在生物材料方面的突破

今年早些时候，杜邦和阿彻丹尼尔斯米德兰公司宣布了一项新的突破性进展生物材料工程，以果糖中的呋喃二羧基甲酯(FDME)作为主要的生物输入。FDME被美国能源部列为12种可转化为多种高价值、生物基化学品或可在多种应用中提供高性能的材料的组成部分之一。

杜邦(DuPont)生物材料全球业务总监西蒙•赫里奥特(Simon Herriot)在宣布这一突破的声明中称:“这种分子是一种改变游戏规则的平台技术。”“它将使各种100%可再生、高性能的化学品和聚合物的生产具有成本效益，应用于广泛的行业。”

杜邦公司在一种名为聚三甲基呋喃二甲酸酯(PTF)的聚合物中使用了二甲醚。PTF是一种可再生可回收的聚酯，与其他聚酯相比，用于制造瓶子和其他饮料包装时，可以显著提高气体阻隔性能。这意味着PTF对于饮料包装行业的客户来说是一个很好的选择，他们希望提高产品的货架寿命。

贝壳的强度

大约在杜邦公司宣布使用二甲二甲醚的同时，美国能源部的研究人员发现，碳酸钙晶体可以形成坚硬的外壳，也可以形成柔软到可以在人行道上画画的粉笔。

研究人员说，碳酸钙是地球上最重要的物质之一，可以结晶成白垩、贝壳和岩石。从软体动物到人类，动物都使用碳酸钙制造生物矿物，如珍珠、贝壳、外骨骼或耳朵里维持平衡的微小器官。这些生物矿物包括蛋白质或晶体基质中的其他有机物，将弱碳酸钙转化为坚硬、耐用的材料。

能源部的材料科学家吉姆·德·约里奥说:“这项工作帮助我们弄清楚，相当弱的晶体是如何形成具有显著机械性能的复合材料的。太平洋西北国家实验室在一份声明中。

“它还为我们提供了将二氧化碳捕获到有用材料中以处理我们排放到大气中的过量温室气体的想法，或将感光纳米颗粒整合到高度有序的晶体矩阵中用于太阳能应用的想法。”

生物材料的心理障碍

为生物材料创造规模经济的主要障碍似乎植根于心理学，而不是经济学。我们知道，生物材料可以像传统材料一样工作，而且制造它们的过程可以更便宜，对环境的危害更小。那么，我们还在等什么?

生物材料公司的首席执行官丽莎·戴森说，一方面，人们普遍认为化学物质对人类健康和环境有害Kiverdi他在今年早些时候的一次报告中说。“化学物质一直与消极联系在一起。但所有东西都是由化学物质制成的，生物化学物质并不坏。”

然而，随着消费者了解到生物基材料对环境的好处，这种误解可能会改变。随着各个行业的企业了解到在产品和生产过程中使用可再生生物材料的经济效益，生物材料的出现可能就在不远的将来。