Polyhydroxybutyrate

米拉Senthilingam

本周,一个环保的化合物。并揭示其绿色证书,这是杰西卡据。

杰西卡据

大多数塑料不能生物降解,所以处理废旧塑料是一个大问题。大部分进入垃圾填埋场,或者在海洋中,在水流携带大太平洋垃圾带等领域,这是一个巨大的漂浮碎片,估计是英国的三倍大。一些材料的回收是一个选择,但它有时会比生产新能源密集型塑料。燃烧的废物是另一个选择,但可以有毒气体释放。另外,大多数塑料目前由石油的供应越来越有限,所以有很多替代品的兴趣。

PHB Polyhydroxybutyrate,或者,是一种生物可降解聚合物属于polyhydroxyalkanoate聚酯的家庭。PHB,有趣的是,它不仅是一种无毒可生物降解的聚合物,但它实际上是由一些细菌自然产生。

这是首次发现芽孢杆菌megaterium在1920年代,莫里斯Lemoigne,法国微生物学家。人们认为细菌PHB商店因为同样的原因为哺乳动物储存脂肪:作为能源。细菌细胞内的聚合物形式在离散颗粒,一般直径在100到800纳米之间。然而,颗粒的数量和规模,以及聚合物的分子量,取决于类型的细菌,生长条件和提取的方法。

在芽孢杆菌megaterium,聚合物通常构成细胞的干质量的30%,但在控制条件下,涉及过多的碳氮等养分的供应有限,产量可以增加高达80的体重每分钱。碳提供食物的细菌和可以来自各种来源,包括葡萄糖、蔗糖、糖浆、淀粉和乙醇。

PHB热塑性——这意味着它加热时软化和熔化。不溶于水,但可怜的抗酸和碱,溶于氯化溶剂。除了生产成本高,利用PHB消费品的主要问题是它的相对贫穷的机械性能。由于生物与PHB产生机制,它有一个非常规则的结构——它几乎完全全同立构的,这意味着所有的组在聚合物链指向相同的方向。这导致链形成螺旋结构,侧组所有指向远离中心的螺旋位阻降至最低。因此链包在一起容易形成晶体,和聚合物的结晶性质使其脆性和僵硬。另一个缺点是它很难过程在熔融状态,因为它开始降低温度不高于175年的熔化温度? C。

为了克服这些问题,细菌可以修改生产过程产生的PHB与polyhydroxyvalerate copolymerised,或PHV。这使得结构更不规则,因此减少晶体和脆性,但仍可降解。Copolymerisation也降低了熔化温度低至75吗?C,这取决于PHB的相对比例和PHV,使共聚物更容易的过程。

降解时间取决于成分,以及环境。它可以是几个月,例如在污水处理工程中,有很多细菌在聚合物盛宴。在海里,有更少的细菌,这需要一段时间,也许几年,但坐在架子上,例如在你的厨房或浴室,塑料将持续几十年。

在1980年代末,共聚物是商业化的名字是。最近,研究进行了PHB及其共聚物的生产来源除了细菌,包括酵母和转基因植物,如油菜籽和水芹。虽然生产成本有限的这些聚合物的广泛使用到目前为止,他们已经被用于各种各样的应用程序。

因为它们不溶于水,PHB-PHV共聚物已经用于生产饮料杯,特别是美国海军使用的,那些试图减少塑料垃圾的数量。杯子可以处理在海上,因为聚合物密度大于水,杯子会沉到海底,在那里他们可以很容易被细菌消化。

他们也被用于生产一次性餐具和剃须刀,以及在包装行业,洗发水瓶子和食品容器。因为他们的生物相容性和生物降解性,研究人员调查使用的PHB及其共聚物为各种不同的医学应用,包括缝合线、伤口敷料和骨板和螺钉。它也可以用于持续给药:药物分散在聚合物中,聚合物降解,药物缓慢释放。

随着石油变得越来越昂贵,和生物技术越来越先进,它可能不是很久之前这种生物聚合物作为我们的家庭,工作场所,甚至我们的堆肥。

米拉Senthilingam

和这样一个各种各样的用途,包括一次性用品和药物输送,我们可能会看到它比我们想象的更早。这是剑桥大学的杰西卡据polyhydroxybutyrate的可分解的化学物质。下周,我们消除神话。

菲利普Broadwith

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米拉Senthilingam

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