这些细菌可以将空气中的二氧化碳转化为有用的生物塑料

一种著名的细菌可以利用韩国化学工程师团队设计的原型系统，将空气中的二氧化碳转化为有用的生物塑料，迅速解决两个全球性问题。

咀嚼塑料的细菌能够崩溃塑料废物作为解决世界问题的微观解决方案，最近引起了广泛关注日益严重的塑料问题。

虽然清理我们已经造成的混乱是当务之急，但寻找来自原油及其衍生物以外的来源对于减少我们对化石燃料的依赖也至关重要。

塑料聚合物是重复亚基串在一起的长链，这些链的主链通常是碳原子。

许多化学工程师已经想到了一个好主意，即地球大气中二氧化碳含量的上升可能是制造塑料或其他碳基产品的未开发资源，例如喷气燃料或混凝土 –如果我们能捕获二氧化碳就好了₂从空气中获取并利用它来制作一些东西。

转化CO的一种方法₂气体进入其他有用的含碳化合物是通过在一个容器中注入电力来实现的。称为电解的反应。但这种方法虽然很有前景，但主要产生仅含有一到三个碳原子的短链起始化合物。用二氧化碳制造具有更长碳链的化学品₂是一项更困难、效率更低的任务。

在这项新的努力中，韩国科学技术院 (KAIST) 的化学工程师团队开发了一种由两部分组成的系统，用于转化二氧化碳₂在一种称为“细菌”的细菌的帮助下，将其转化为一种常见的生物塑料一个贪婪的杀手。

该系统的第一步是电解槽，将气态 CO 转化为₂转化为甲酸盐。然后，将其送入发酵罐，细菌在那里开始工作。

C、杀手以其从其他碳源合成碳化合物的能力而闻名，例如聚 3-羟基丁酸酯或 PHB（一种可生物降解和可堆肥的聚酯）。

在这种情况下，C、杀手吞噬电解反应中的甲酸盐原料并储存 PHB 颗粒，然后可以从收获的细胞中提取 PHB 颗粒。

相同的溶液在电解反应和发酵罐之间循环，用膜分隔两个室，以便将细菌与电解反应的副产物隔离。

如果该系统由可再生能源提供动力，那么它可能是一种无化石燃料的生物塑料生产方式，同时利用二氧化碳₂– 需要快速清除空气中的污染物以限制全球变暖。

领导这项研究的韩国科学技术院的两位生物分子工程师 Hyunjoo Lee 和 Sang Yup Lee 乐观地认为，他们的方法具有可扩展性，并且可以在一定程度上帮助改变塑料的制造方式。

他们说：“这项研究的成果是可应用于生产各种化学物质以及生物塑料的技术，预计将成为未来实现碳中和所需的关键部分。”说。

尽管这还有待观察，但这似乎是一个值得追求的选择。

实验室实验表明C、杀手混合系统中的细胞可以合成大量的 PHB，运行 120 小时或 5 天后，聚酯产物占细菌干细胞重量的 83%。

根据这些结果，研究人员声称他们的设置比之前测试的类似系统的效率高 20 倍。

该团队还报告说，只要每天补充细菌细胞并且移除塑料产品以保持反应继续进行，他们的系统就可以不间断地运行。

连续生产是使该系统在工业规模上运行的关键。到目前为止，研究人员仅对其进行了18天的测试，并生产出了价值1.45克的聚酯。

但研究人员表示，他们的集成系统是对以前的间歇式反应器或其他装置的改进，这些装置一次只能运行反应的一个阶段，并且需要额外的分离和纯化步骤。

与此同时，其他生化工程师正在试图增强C、杀手从 CO 生产 PHB 的天然能力₂进行一些基因调整，因为他们说产生的聚合物量C、杀手对于商业化来说仍然太低——至少目前如此。

该研究发表于美国国家科学院院刊。