Strategier for miljøvenlig og bæredygtig polyamidproduktion

Globale industrier med fokus på CO2-neutralitet, under sloganet Net-Zero, får stigende opmærksomhed. Især forskningen i den mikrobielle produktion af polymerer, der erstatter traditionelle kemiske metoder med biologiske tilgange, skrider aktivt frem.

Polyamider, repræsenteret ved nylon, er lineære polymerer, der er meget udbredt i forskellige industrier såsom bilindustrien, elektronik, tekstiler og medicinske områder. De har gavnlige egenskaber, herunder høj trækstyrke, elektrisk isolering, varmebestandighed, slidstyrke og biokompatibilitet.

Siden kommercialiseringen af ​​nylon i 1938 er der årligt produceret ca. 7 millioner tons polyamider på verdensplan. I betragtning af deres brede anvendelser og betydning har fremstilling af polyamider gennem biobaserede metoder en betydelig miljømæssig og industriel betydning.

KAIST har meddelt, at et forskerhold ledet af den fremtrædende professor Sang Yup Lee, herunder Dr. Jong An Lee og doktorgradskandidat Ji Yeon Kim fra Institut for Kemi- og Biomolekylær Teknik, har udgivet en artikel med titlen "Current Advancements in Bio-Based Production of Polyamides ." Avisen blev vist på forsiden af ​​det månedlige nummer af Trends in Chemistry ved celletryk.

Som en del af klimaændringsreaktionsteknologier bruger bioraffinaderier bioteknologiske og kemiske metoder til at producere industrielt vigtige kemikalier og biobrændstoffer fra vedvarende biomasse uden at være afhængig af fossile ressourcer. Navnlig er systemmetabolisme, som er banebrydende af KAISTs fremtrædende professor Sang Yup Lee, et forskningsfelt, der effektivt manipulerer mikrobielle metaboliske veje til at producere værdifulde kemikalier, der danner kerneteknologien for bioraffinaderier.

Forskerholdet har med succes udviklet højtydende stammer, der producerer en række forskellige forbindelser, herunder ravsyre, bionedbrydelig plast, biobrændstoffer og naturlige produkter ved hjælp af systemmetaboliske ingeniørværktøjer og -strategier.

Forskerholdet forudsagde, at hvis biobaseret polyamidproduktionsteknologi, som er meget udbredt i produktionen af ​​tøj og tekstiler, bliver udbredt, vil det tiltrække sig opmærksomhed som en fremtidig teknologi, der kan reagere på klimakrisen på grund af dens miljøvenlige produktion teknologi.

I denne nye undersøgelse gennemgik forskerholdet omfattende de biobaserede polyamidproduktionsstrategier. De gav indsigt i fremskridtene inden for polyamidmonomerproduktion ved hjælp af metabolisk konstruerede mikroorganismer og fremhævede de seneste tendenser inden for biobaserede polyamidfremskridt, der anvender disse monomerer.

Derudover gennemgik de strategierne for syntetisering af biobaserede polyamider gennem kemisk omdannelse af naturlige olier og diskuterede bionedbrydeligheden og genanvendelsen af ​​polyamiderne. Papiret præsenterede også fremtidige retninger, hvori metabolisk ingeniørarbejde kan anvendes til biobaseret polyamidproduktion, hvilket bidrager til et miljøvenligt og bæredygtigt samfund.

Ji Yeon Kim fra KAIST, medførsteforfatteren til dette papir, udtalte "Vigtigheden af ​​at bruge systemmetaboliske ingeniørværktøjer og strategier til biobaseret polyamidproduktion bliver stadig mere fremtrædende for at opnå kulstofneutralitet."

Professor Sang Yup Lee understregede, "Midt voksende bekymringer om klimaændringer er betydningen af ​​miljøvenlig og bæredygtig industriel udvikling større end nogensinde. Systemmetabolisme forventes at have en betydelig indvirkning ikke kun på den kemiske industri, men også på forskellige områder. "

Flere oplysninger: Jong An Lee et al., Aktuelle fremskridt inden for biobaseret produktion af polyamider, Trends in Chemistry (2023). DOI:10.1016/j.trechm.2023.10.001

Journaloplysninger: Trends i kemi

Leveret af Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)