每年，大約有1000多萬噸的塑料廢棄物進入海洋，由于塑料無法在海洋中自然降解，因此也成為了海洋動物的最大殺手之一。又由于塑料袋在海洋中的形態(tài)與海龜喜愛吃的水母相像，常常導致海龜誤食，乃至死亡。因此，尋找由可自然降解的生物質(zhì)材料制成的塑料成為全球產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點領(lǐng)域。
由于高分子生物材料PHA(Polyhydroxyalkanoates，聚羥基脂肪酸酯)可以在淡水、海水、土壤、堆肥等自然和人工環(huán)境中，在有氧和無氧條件下實現(xiàn)生物降解，完全轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，不會留有任何有毒的殘留物、微塑料或納米塑料的小顆粒，而且，PHA具有類似塑料的力學性能和加工性能，因此，成為全球產(chǎn)業(yè)界試圖大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新型材料，并期望在不久的未來取代一次性塑料的使用。
自塑料被發(fā)明以來，它已經(jīng)成為人類生活中不可或缺的產(chǎn)品。塑料的原料品種很多，有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等，這些皆是化學合成的高分子材料。高分子材料產(chǎn)業(yè)始于20世紀初，發(fā)展至今已有100年左右的歷史，像尼龍（PA，聚酰胺）做成的絲襪，滌綸樹脂（PET，聚對苯二甲酸乙二醇酯）做成的飲料瓶，聚氨酯（PU，聚氨基甲酸酯）做成的航空飛行甲板墊、客艙墻等均已滲透到現(xiàn)代生活的方方面面。
然而，塑料在提升人類生活品質(zhì)的同時，也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。上述材料在自然界很難被降解，尤其是包裝中使用的塑料占全部塑料產(chǎn)量的40%，根據(jù)經(jīng)合組織發(fā)布的《全球塑料展望報告》，其中僅有9%的塑料被回收利用，成為環(huán)保中的一大難題。
在此背景下，業(yè)界開始尋找傳統(tǒng)塑料的替代方向。目前的替代方案有兩種：傳統(tǒng)非石化材料(如玻璃、陶器、金屬、紙等)和生物可降解材料。生物可降解材料又分為石油基和生物基。
目前，生物降解聚合物主要分為三類:生物質(zhì)來源且由生物合成的聚合物，如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪（包括天然PHA）等；生物質(zhì)來源的單體經(jīng)化學合成得到的聚合物，如PLA、PGA等；化石來源的單體經(jīng)化學合成得到的聚合物，如PBAT、PBS等。
PHA在生物體內(nèi)主要是作為能量的貯藏性物質(zhì)而存在。打個形象的比喻，它就是細菌要吃的“能量棒”。由這種“能量棒”做成的材料被埋入地下，或進入海洋、淡水時，能夠在細菌的作用下自然降解，整個循環(huán)過程遵循著從自然中來，又回到自然中去的模式。
天然PHA是微生物合成的一系列聚酯，目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其具有150多種不同的結(jié)構(gòu)單元或單體。在實際應(yīng)用中，該系列產(chǎn)品包括PHB、PHBV、PHBH等，它們各自具有不同的屬性。
PHBH是目前商業(yè)化生物降解材料中唯一可以與纖維素和淀粉對等的，在不同環(huán)境中都可以進行很好降解的天然高分子材料。相比其他的可降解材料，它除了在降解性上有不錯的表現(xiàn)，還可以通過與其他材料共混改性來提高最終產(chǎn)品的可降解性。
2019年全球PHA組織（簡稱“GO!PHA”）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，該組織將提供一個合作平臺來應(yīng)對海洋塑料和自然資源保護的挑戰(zhàn)，支持企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標。白淵斌作為中國的代表，于2023年當選為該組織六位董事會成員之一。他說：“我們從決定做PHA的那一天起，就選擇面向全球市場，在開拓市場的同時，也在持續(xù)為行業(yè)發(fā)聲，并與產(chǎn)業(yè)界上下游伙伴合作，共同為人類提供更可持續(xù)的解決方案?！?
PHA的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了許多領(lǐng)域，接下來，小編將詳細介紹幾個PHA主要的應(yīng)用領(lǐng)域，希望對大家有所幫助。
首先，醫(yī)療領(lǐng)域是PHA的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。PHA具有良好的生物相容性和低毒性，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械和醫(yī)藥包裝材料的制造。例如，PHA可以用于制作外科縫線、骨修復材料和組織工程支架等，在這些應(yīng)用中，PHA材料的生物降解性能可以避免二次手術(shù)取出材料的需求，從而減少患者的痛苦和治療成本。
其次，食品包裝是另一個PHA的重要應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)塑料包裝對環(huán)境產(chǎn)生很大的壓力，而PHA作為一種生物降解塑料，具備在自然環(huán)境中迅速降解的能力，因此被廣泛用于食品包裝領(lǐng)域。PHA可以用來制作一次性餐盒、購物袋和飲料杯等，其降解性能可以減少包裝垃圾的數(shù)量，減輕對環(huán)境的影響。
此外，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也是PHA的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)農(nóng)膜在使用后往往無法很好地降解，導致土壤和水源被嚴重污染。而使用PHA制作的生物降解農(nóng)膜可以在農(nóng)田使用后迅速降解，避免對環(huán)境造成長期的污染。此外，PHA也可以用于生物肥料包裹材料的制造，提高肥料的利用率，減少對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的負面影響。
此外，PHA還有許多其他的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，PHA可以用于制作生物可降解的塑料袋、環(huán)境友好型的一次性餐具、紡織品纖維等。這些應(yīng)用使得PHA成為一種全方位可靠的替代傳統(tǒng)塑料的新材料。
總的來說，生物降解塑料PHA在醫(yī)療、食品包裝、農(nóng)業(yè)和其他領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，而且PHA作為一種有望替代傳統(tǒng)塑料的生物降解塑料，它是具備諸多優(yōu)點，為解決塑料污染問題提供了一種可行的解決方案，隨著技術(shù)的進步和市場需求的增加，相信PHA的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)M一步拓展。
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