TK生物基材料報道，今年以（yǐ）來（lái），我國明確了“雙碳（tàn）”目標，要努力（lì）爭取2060年前實現碳中和，而想要盡快實現碳達峰到碳（tàn）中和的（de）過渡，利用現代先進生物技術、加快研發符（fú）合綠（lǜ）色發展的（de）新材料是非常有必要的。在這樣的情（qíng）況下，工信部發布（bù）的《“十四五”工業綠色發展規劃》中提到（dào）要著重推廣有利於環保事業發展的綠色（sè）低碳材料，並（bìng）將多（duō）種生物基材料納（nà）入了原材料重點任務，受（shòu）到了許多關注。而如今，生物基產品（pǐn）已經逐漸出現在大眾視野中。

生物基材料主要（yào）指利用穀物、豆科、秸（jiē）稈、竹木粉（fěn）等（děng）可（kě）再（zài）生生物質為原料製造的新型材料和化學（xué）品，包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纖維、生物基橡膠以及生物質熱塑性加（jiā）工得到（dào）的塑料材料等。生物製（zhì）造以生物質（zhì）為原材料（liào）或運用生物方法進行大規模物質轉化，生（shēng）產過程綠色、條件溫和且具備經（jīng）濟性，可以大幅減少原（yuán）材（cái）料（liào）和能源消耗以及降低操作成本。

在此基礎上，生物基材料應用的範圍非常廣泛，可以應用（yòng）於航空航（háng）天、汽車（chē）製造、奢侈品、醫療器材以及食品工業等領域，滿足多種需求（qiú），所以我們能看到生物基產品的種類與數量在逐年遞增。

生物基材料，為什麽說是真正環保的材料呢？隻是（shì）因為它所（suǒ）使用（yòng）的原料與尼（ní）龍不同嗎？答案當然不是，生物（wù）基材料作為一種前（qián）沿技術產物，相較於傳統材料，生物基材料有效減少了生（shēng）產過程中的碳（tàn）排（pái）放（fàng）。例（lì）如，生產1kg尼龍-56碳排（pái）放量相比生（shēng）產1kg尼龍-66減（jiǎn）少了4.31kg，碳排放能夠有效量化減少。

最關鍵的是降解的難題（tí），大部分尼龍材料很難降解，需要（yào）長達幾十年的降解，並且降（jiàng）解後產生的有（yǒu）害物質也非常（cháng）多。而生物基（jī）材料廢棄時，可經（jīng）由燃燒或堆肥等生物降解法，轉變為水（shuǐ）和二氧化碳等無毒（dú）小分子，重新進入自然循環（huán）中，維護整個生態平衡，無需擔心造成環境汙（wū）染。

 

長期來看，生物基（jī）材料與生物基產業會是發展趨勢，這個項目如果推開的話，應該是對碳中和最大的貢獻。要知道，生物基材（cái）料不僅對對碳（tàn）中和目標實現具有重要意義，對（duì）使用玉米等糧食（shí）原料的（de）經濟效率也（yě）更高，自然充分被市場所認可和（hé）接受。

最關鍵（jiàn）的是（shì），生物基材料是國內掌握的技（jì）術之一，不被壟斷受限。國內有幾家可以生產生物基材料的企業，甚至助凱賽生物的全球市（shì）占（zhàn）率達到80%，處於絕對龍頭地（dì）位，不（bú）會被技術鎖死，這也是我們切換（huàn）到生物基（jī）材料的一（yī）個重要的新思路。

那麽，生產生物質新材料，都有哪些新技術呢？今天，就讓我們一（yī）起來探索秸（jiē）稈的逆襲之路。

1、秸稈生物反應堆技術（shù）增收探秘

秸稈生物反應堆技術是個啥？“說白了就是把秸稈、綠化垃圾和海藻等海洋垃圾按一定比例混合，再和適（shì）量生物菌劑一起埋到（dào）土裏，經過（guò）2個月（yuè）發酵，反應（yīng）堆裏的（de）有益微生物就能增加土壤的有（yǒu）機肥質，有助於胡（hú）蘿卜（bo）生長。”蒲蘭村黨支部書記吳江濤說，“反應堆不僅能增加土壤有機肥質，還能釋放大量二（èr）氧化碳促進植物光合（hé）作用，使胡蘿卜產量提高30%至50%。更重要的是，有了這技術，不用化肥和農藥，胡蘿卜品質也提升了。”

“書記的話不假，12畝的胡蘿卜，原來一茬總產量2500公斤，現在是5500公斤；原來胡（hú）蘿卜批發價1元/公（gōng）斤，現在（zài）有機（jī）胡（hú）蘿卜10元（yuán）/公斤。一茬比原來多掙（zhèng）5萬多元。”祖永明（míng）說，村裏胡蘿卜種植是一年兩茬，第一（yī）茬是2月到5月，第二茬是8月到11月，農閑的4個月正好是秸稈生物反應堆發酵的時間，“我覺得這新技術就是給我們（men）村胡蘿卜量身定製的。

撥亮一盞燈，照亮一大片。蒲蘭村秸稈有機免疫胡蘿卜種（zhǒng）植基地（dì）產生了很好的示範帶動作用。“比起播種時看熱鬧的人，現在排隊取經的少說也（yě）有100來人。”祖永明說。

新技術的引進源於鎮裏的引導。今（jīn）年以來，北戴河區牛頭崖鎮提出“技術助農、生（shēng）態發（fā）展”理念，把科技助推低碳發展作為主攻方向，大力發展特色農業產業。該鎮通過和區農（nóng）業農村局（jú）對接，讓秸稈生物反應堆技術在蒲蘭村落地生根。

如今，蒲蘭村的胡蘿卜“顏值”高了，口感好了，成了消費者的“新寵”，吳江濤正積極組織注冊商（shāng）標，打造品牌優勢。

2、秸（jiē）稈變地（dì）膜，也（yě）可變的比鋼鐵硬？

要想收成好，地膜是個寶。然而，隨著（zhe）地膜使用範圍擴大，也給農村地區帶來了“白色汙染”。如何解決這一問題？在山西生物質新材料研究院裏（lǐ），研發工程師正在（zài）把秸稈等農（nóng）林廢棄物進行生物煉製，從而生產出優質、安全（quán）並（bìng）可降解的生物地膜，真正實現變廢為寶。

 

這種生物塑料（liào）隻需要6-9個月就可以完全降（jiàng）解，有（yǒu）效解決傳統（tǒng）石（shí）化塑料帶來的白色汙染，可應用於一次性餐具、塑料製品、農用地膜等。

 

利用生物（wù）煉製方法，從秸稈中提（tí）取酶解木質素，經過新材料轉化技術，還（hái）可以得到生物樹（shù）脂。這種生物樹脂韌性強（qiáng），可與碳纖維結合形成碳纖維複合（hé）材料，這種（zhǒng）碳（tàn）纖維複合材料的硬度是（shì）鋼鐵的4到5倍（bèi），重量卻隻有鋼鐵的五分之一。解（jiě）決了目前市（shì）麵上常用（yòng）的環（huán）氧樹脂韌性差的“卡脖子”技術（shù）問題。

3、秸稈回收有難度，基因編輯顯身手

中國是農業（yè）大國，秸稈資（zī）源的開發利用，既涉及到農業生產係統中的物質轉化和能量循環，成為循環農業和低碳經濟的重要實現途（tú）徑，是農（nóng）業農村社會經濟可持續（xù）發展的必然要求，也是全球環（huán）境（jìng）保護發展的必然趨勢。

 

基因編輯技術是近年來發展起來的一種能夠定向改造生物基因組DNA的工具，其中應用最為廣泛的是CRISPR/Cas9係統，它對DNA中堿基序（xù）列的改造，比如插入、刪除替換堿基或一段（duàn）堿基序列，使基因編碼的氨基酸發（fā）生變化（huà），從而實現相關基因功能的喪失或改（gǎi）變（biàn）。

麵對這些常規（guī）方法難以解決的問題，華（huá）南農業大學吳藹民教授團（tuán）隊采用CRISPR/CAS9基因編輯技（jì）術，對水稻UXE（UDP-木糖（táng）差向異構酶）和XAT（木聚糖阿拉伯糖基轉（zhuǎn）移酶）部分基因進行敲除，獲得了三個部分敲除UXE和XAT基因的雙突變體，結果發現突變體中木聚糖中側鏈阿拉伯糖含量大大降低，纖維素結晶度降（jiàng）低，使得細胞壁結構鬆動（dòng），增加了纖維素酶（méi）的可及性，從而使得細（xì）胞壁都更易被處理破壞。這項（xiàng）研究通過基因改造（zào）降低了秸稈處理的難度，為（wéi）秸稈回收處理增加了更多的可能性。