隨著環(huán)保問題日漸突出，可降解材料因可再生和環(huán)境友等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。在碳中和目標(biāo)下，可降解材料由于優(yōu)異的碳減排能力，成為替代石化塑料的重要選擇。生物可降解材料已經(jīng)應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。

但是，目前的各類可降解材料透明度普遍不高，在需要高透明性塑料的領(lǐng)域，如輸液管、透明包裝材料、食品包裝等領(lǐng)域受到很大限制。

近日，清華大學(xué)和微構(gòu)工場以鹽單胞菌為底盤菌，通過開發(fā)二醇-PHA轉(zhuǎn)化平臺，合成了不同比例的多種新型PHA材料——P（53% 3HB-co-20% 4HB-co-27% 5HV），具有較高透明度。

左圖是普通生物降解材料，透明性較差，可模糊看到下面的文字；右圖是新型透明P（53% 3HB-co-20% 4HB-co-27% 5HV）材料，可以清晰看到下面文字。
 

這一技術(shù)突破，預(yù)計將產(chǎn)生廣泛的應(yīng)用前景——當(dāng)前可降解材料的透明度無法滿足對傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品進(jìn)行替代的原因之一即為透明度，未來高透明度的可降解塑料產(chǎn)品一旦得到應(yīng)用，不僅將應(yīng)用于被大量使用的日用品領(lǐng)域如飲料食品包裝，也將應(yīng)用于太陽能電池包裝、頂膜、高端化妝品、隱形眼鏡，以及其他高端醫(yī)療如皮膚修復(fù)等場景。

二醇-PHA轉(zhuǎn)化平臺發(fā)力誕生高透明度PHA

研究人員介紹，二醇合成PHA具有非常大的潛力。而且，二醇-PHA轉(zhuǎn)化平臺具有廣泛底物特異性，可在合成PHA多組分聚合物上發(fā)揮重要作用。

目前已經(jīng)在發(fā)酵罐中產(chǎn)出含16.8%5HV比例的P3HB5HV，干重達(dá)到67.2 g/L。使用1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇的組合作為底物，可生產(chǎn)出含有3HP、4HB和5HV任意組合的共聚物，極大增加了現(xiàn)有PHA的類型和性能的新型材料。

如P（85% 3HB-co-15% 5HV）同時具備延展性和硬度，斷裂延伸率可到達(dá)1283%，楊氏模量為73.1MPa。

而生產(chǎn)出的P（53% 3HB-co-20% 4HB-co-27% 5HV）具有透明性、熱穩(wěn)定性和延展性，可應(yīng)用在柔性可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，以及眾多對透明度需求高的應(yīng)用場景。

優(yōu)異透明性能帶來更多應(yīng)用場景 

當(dāng)前，具有透明性的生物基塑料較少，透明的PHA有望進(jìn)一步應(yīng)用于包裝、日用品、醫(yī)療器械和光學(xué)設(shè)備上。

—— 醫(yī)療及美容應(yīng)用場景

在高端醫(yī)療領(lǐng)域，可應(yīng)用于對無毒、無“三致”(致癌、致畸、致基因突變)作用及透明度要求較高的醫(yī)療用品、醫(yī)用工程塑料如醫(yī)療器械塑料，如血袋、血液透析管路、呼吸面罩、吸氧管、輸液器和注射器等。

同時還有加工技術(shù)難度大、技術(shù)含量高、附加值高，并要求透明度高的醫(yī)用塑料制品，如人工肺-氧合器的變溫室、動脈血管出口、回收器動脈出口、心臟內(nèi)吸引頭、主動脈插管、血液過濾器、透吸器、變溫器等。

此外，還有皮膚修復(fù)領(lǐng)域，如創(chuàng)面敷料；對高透光率、低雙折射、高折射率、柔軟而有彈性等要求較高的隱形眼鏡等。

—— 透明封裝材料

例如可應(yīng)用于光電轉(zhuǎn)換類電子器領(lǐng)域如太陽能電池的封裝物，其對所用透明塑料的性能要求為：透光率高、耐磨性好、優(yōu)異的密封性能，以及柔軟而富于彈性等，這些均是PHA材料可以實現(xiàn)的。

—— 日用品透明塑料

當(dāng)前，透明塑料包裝的應(yīng)用場景十分豐富，其要求材料的透明性較好、價格低、易成型加工。如當(dāng)前不少餐飲品牌基于對產(chǎn)品展示、吸引消費(fèi)者的需要，對食品飲料包裝透明度仍有較高的要求。

其他應(yīng)用場景，還包括一些光學(xué)設(shè)備領(lǐng)域如光學(xué)異構(gòu)體的分離等。