亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        海水也可變“燃料”

        2019-12-31 05:43:24李惠鈺
        科學(xué)中國(guó)人 2019年22期
        關(guān)鍵詞:生物學(xué)海水燃料

        文 李惠鈺

        近日,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)發(fā)布了一則消息稱,該校生物技術(shù)研究所的研究人員正在與美國(guó)一家研究機(jī)構(gòu)合作,探討利用合成生物學(xué)技術(shù)制造新一代生物燃料,所使用的原料部分來(lái)自海水。

        研究人員發(fā)現(xiàn),海水中的鹽單胞菌能夠提供有效的“微生物底盤”,用于合成高價(jià)值化合物。未來(lái),這種新一代生物燃料的制作方法,可以通過(guò)類似釀酒行業(yè)的生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)更為經(jīng)濟(jì)的生物燃料規(guī)模生產(chǎn)。

        對(duì)于生物燃料行業(yè)來(lái)說(shuō),此項(xiàng)研究可謂是突破性的。不過(guò),記者采訪發(fā)現(xiàn),早在2006年,清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳國(guó)強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室就開(kāi)始了海水發(fā)酵的研究工作,并于2018年在《生物技術(shù)近期述評(píng)》(Current Opinion in Biotechnology)期刊首次提出以海水為介質(zhì)的下一代工業(yè)生物技術(shù),曼徹斯特大學(xué)此次的研究就是該技術(shù)的進(jìn)一步延伸。

        “這項(xiàng)技術(shù)最大限度地降低了生物燃料的成本,前景很好?!标悋?guó)強(qiáng)告訴記者,對(duì)于下一代工業(yè)生物技術(shù)的應(yīng)用,該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)克服了許多困難,目前可以利用海水作為發(fā)酵用水生產(chǎn)生物降解塑料,并實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模(35噸規(guī)模)的工業(yè)應(yīng)用,現(xiàn)在正在進(jìn)行更大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的嘗試。

        生物制造技術(shù)升級(jí)換代

        由于大量嗜鹽微生物的存在,水面變成了粉紅色。

        化學(xué)工業(yè)雖然為現(xiàn)代社會(huì)做出了極大的貢獻(xiàn),但也帶來(lái)了環(huán)境污染、溫室氣體排放等諸多問(wèn)題。隨著分子生物學(xué)、生物化學(xué)和合成生物學(xué)的快速發(fā)展,利用生物活體、細(xì)胞器或酶等生物制品,以生化反應(yīng)的形式對(duì)原料進(jìn)行加工的工業(yè)生物技術(shù),被認(rèn)為是更有效的手段。

        不過(guò),相比傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè),工業(yè)生物技術(shù)雖然對(duì)環(huán)境破壞更小,但由于底物價(jià)格昂貴、消毒滅菌步驟煩瑣,并且需要消耗大量能源和水資源等原因,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中并不占優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)一系列可以高效、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)各類產(chǎn)品的菌種,就成為當(dāng)下的重要任務(wù)。

        為此,科學(xué)家把焦點(diǎn)放在了生活在極端條件下并且具有特殊性質(zhì)的微生物身上,比如嗜鹽、嗜堿、嗜酸、嗜熱微生物等。其中,以鹽單胞菌屬為例的嗜鹽微生物,由于可在高鹽高堿條件下進(jìn)行開(kāi)放的、連續(xù)的發(fā)酵,成為工業(yè)生物技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

        陳國(guó)強(qiáng)表示,下一代工業(yè)生物技術(shù)就是以極端(嗜鹽微生物)微生物合成生物學(xué)為基礎(chǔ)的工業(yè)生物制造技術(shù),主要針對(duì)現(xiàn)階段生物制造固有的耗能、耗水、過(guò)程操作復(fù)雜、產(chǎn)物最終濃度低、產(chǎn)物純化復(fù)雜、過(guò)程不能連續(xù)、設(shè)備投資昂貴及與人爭(zhēng)糧等缺點(diǎn),在不燃不爆、無(wú)污染、少耗水的情況下部分代替化學(xué)工業(yè),提供大量材料、燃料、藥品、炸藥和其他衣食住行必需品,滿足人類需求。

        在他看來(lái),我國(guó)擁有世界規(guī)模最大的工業(yè)生物制造產(chǎn)業(yè)(產(chǎn)值近萬(wàn)億元),迫切需要產(chǎn)業(yè)升級(jí)。下一代工業(yè)生物技術(shù)可以克服現(xiàn)有生物制造的缺點(diǎn),促進(jìn)我國(guó)生物制造的全面升級(jí)換代,解決面臨的生態(tài)、資源和可持續(xù)發(fā)展危機(jī)。

        海水帶來(lái)的無(wú)限可能

        合成的PHA可以制成可生物降解的農(nóng)用地膜、購(gòu)物袋包裝材料等。

        嗜鹽微生物是一類生長(zhǎng)過(guò)程中需要高濃度氯化鈉的微生物的總稱,通常棲息在高鹽環(huán)境或海洋中,鹽單胞菌就是其中一種。曼徹斯特大學(xué)此次研究聚焦利用合成生物學(xué)將海水中生長(zhǎng)的鹽單胞菌制成生物燃料。

        研究人員稱,這一技術(shù)突破的關(guān)鍵在于通過(guò)基因重組技術(shù)改變微生物的新陳代謝,以創(chuàng)造出用于替代原油的高質(zhì)量生物燃料,這種制造方法比目前使用的化學(xué)合成方法更為高效和可持續(xù)。

        當(dāng)前,化學(xué)合成的方式仍存在環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面的問(wèn)題。曼徹斯特大學(xué)生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)奈杰爾·斯庫(kù)頓表示,有效的生物燃料戰(zhàn)略應(yīng)避免使用淡水,并能夠大規(guī)模、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)源自微生物宿主的燃料。改造細(xì)菌以復(fù)制化學(xué)合成同樣的工藝,不僅可以大幅提高生物燃料制造的可持續(xù)性,限制有毒副產(chǎn)品的產(chǎn)生,還不依賴于原油等非可持續(xù)資源。

        陳國(guó)強(qiáng)同樣非??春美煤K圃焐锶剂系那熬?,因?yàn)槭塞}微生物本身就處于高鹽、高堿的生長(zhǎng)環(huán)境,這讓它不易被染菌,所以不需要在無(wú)菌條件下進(jìn)行。發(fā)酵過(guò)程中無(wú)須高溫高壓滅菌,并能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)發(fā)酵,這就使得過(guò)程的操作簡(jiǎn)單了許多,并在很大程度上節(jié)能和降低成本,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

        “發(fā)酵過(guò)程無(wú)須高溫高壓滅菌,就不需要使用昂貴的不銹鋼發(fā)酵罐和不銹鋼管道系統(tǒng),轉(zhuǎn)而使用便宜的塑料、陶瓷甚至水泥罐體或管道等,過(guò)程設(shè)備投資也大幅度減少?!标悋?guó)強(qiáng)補(bǔ)充道,“由于可以用海水替代淡水,此過(guò)程中產(chǎn)生的水可以多次循環(huán)利用,節(jié)水也成為一大優(yōu)勢(shì)?!?/p>

        此外,利用海水制造生物燃料不與人爭(zhēng)糧。曼徹斯特大學(xué)生物技術(shù)研究所商業(yè)化總監(jiān)柯克·馬隆稱,目前,生物燃料制作依賴玉米、甜菜等作物,占用農(nóng)地,借助海水制作生物燃料可減少燃料與糧食生產(chǎn)搶資源的矛盾,最終制造出來(lái)的生物燃料與現(xiàn)在使用的燃料品質(zhì)基本一樣,交通工具無(wú)須改裝引擎就可使用,并且仍能保持高性能。

        陳國(guó)強(qiáng)也指出,合成生物學(xué)改造的嗜鹽細(xì)菌可以利用淀粉、蛋白、脂肪甚至纖維素和脂肪酸等生長(zhǎng),這些都是食物的組成,甚至用餐廚廢料也能使嗜鹽細(xì)菌生長(zhǎng),制造所需的產(chǎn)品。除了不與人爭(zhēng)糧,通過(guò)分子操作,還可使嗜鹽細(xì)菌在高密度情況下繼續(xù)生長(zhǎng),大幅提高產(chǎn)品最終濃度;通過(guò)表達(dá)細(xì)菌分離遏制基因,使細(xì)菌形態(tài)發(fā)生變化,能產(chǎn)生自凝絮作用,使菌體與發(fā)酵液自然分離,產(chǎn)物純化變得更為簡(jiǎn)單。

        仍存技術(shù)挑戰(zhàn)

        圍繞嗜鹽微生物,陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了一場(chǎng)合成生物學(xué)的改造,將這個(gè)神奇的微生物變成高效的生物制造平臺(tái),使其能夠在無(wú)滅菌和連續(xù)工藝過(guò)程中,以海水為介質(zhì)高效生產(chǎn)各種生物塑料PHA(聚羥基脂肪酸酯),成本比之前的技術(shù)降低三分之一。

        據(jù)記者了解,用于PHA的下一代工業(yè)生物技術(shù)中試已經(jīng)完成,用中試生產(chǎn)線合成的PHA可以制成可生物降解的農(nóng)用地膜、超市購(gòu)物袋、快遞和外賣的包裝材料等,甚至還可以把PHA制成紗線,進(jìn)而紡成布料用以代替絲綢。

        對(duì)于基于海水中的嗜鹽微生物制造生物燃料,前景雖然也十分誘人,但如果要展開(kāi)實(shí)際應(yīng)用,在可行性上仍然存在技術(shù)障礙。陳國(guó)強(qiáng)告訴記者,對(duì)嗜鹽微生物進(jìn)行合成生物學(xué)改造難度較大,目前最需要解決的技術(shù)難題就是在嗜鹽微生物中構(gòu)建高效燃料合成路徑。

        陳國(guó)強(qiáng)表示,由于嗜鹽細(xì)菌的魯棒性,發(fā)酵工藝也能保持一致,使工藝開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單化,未來(lái)技術(shù)研發(fā)的方向?qū)⒕劢乖诶靡粋€(gè)菌種進(jìn)行多個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。他表示,未來(lái),下一代工業(yè)生物技術(shù)將使國(guó)家在困難(如戰(zhàn)爭(zhēng))的情況下,仍然能夠大量生產(chǎn)各種材料、燃料、藥品、炸藥和其他衣食住行等必需品,滿足社會(huì)需求。

        猜你喜歡
        生物學(xué)海水燃料
        海水為什么不能喝?
        來(lái)自沙特的新燃料
        生物燃料
        谷稗的生物學(xué)特性和栽培技術(shù)
        導(dǎo)彈燃料知多少
        軍事文摘(2020年14期)2020-12-17 06:27:16
        初中生物學(xué)糾錯(cuò)本的建立與使用
        初中生物學(xué)糾錯(cuò)本的建立與使用
        喝多少杯海水能把人“渴死”?
        海水為什么不能喝?
        PEDF抗腫瘤的生物學(xué)作用
        久久久久久一级毛片免费无遮挡| 日韩在线视频专区九区| 国产午夜精品美女裸身视频69| 国产精品美女一区二区av| 影音先锋久久久久av综合网成人 | 人妻少妇中文字幕久久hd高清| 亚洲人成在线播放网站| 97久久精品亚洲中文字幕无码| 国产午夜精品理论片| 国产精品国产三级厂七| 日本不卡在线视频二区三区| 一夲道无码人妻精品一区二区 | 人妻av不卡一区二区三区| 人妻少妇进入猛烈时中文字幕| 看av免费毛片手机播放| 国产精品亚洲A∨天堂不卡| 青青草视频在线免费观看91| 日本少妇又色又爽又高潮| 图片区小说区激情区偷拍区| 久久久久亚洲AV成人网毛片| 国内偷拍第一视频第一视频区| 人人人妻人人人妻人人人| 午夜福利麻豆国产精品| 久久亚洲日本免费高清一区| 国产女主播福利在线观看| 亚洲国产日韩欧美综合a| 欧美亚洲国产精品久久高清| 国产精品一级av一区二区| 少妇免费av一区二区三区久久| 日本japanese丰满多毛| 中文亚洲爆乳av无码专区| 国产精品自拍网站在线| 国产裸体美女永久免费无遮挡| 久久不见久久见免费视频7| 国产成人精品视频网站| 久久亚洲中文字幕乱码| 国产精品毛片一区二区 | 日本激情视频一区在线观看| 国产91色综合久久免费| 99精品欧美一区二区三区| 无码一区东京热|