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以尼龍為代表的聚酰胺是廣泛用于汽車、電子、紡織和醫療等領域中的線性聚合物。它們具有高抗拉強度、電絕緣性、耐熱性、耐磨性和生物相容性等有益特性。

自1938年尼龍商業化以來,全球每年生產約700萬噸聚酰胺。考慮到其廣泛的應用和重要性,通過生物基方法生產聚酰胺具有相當大的環境和工業重要性。

韓國科學技術院(KAIST)院長李光亨(Kwang-Hyung Lee)宣布,由李相宇(Sang Yup Lee)特聘教授領導的研究團隊,包括化學與生物分子工程系的李鐘安博士( Jong An Lee )和金智妍(Ji Yeon Kim)博士,發表了一篇題為“生物基聚酰胺生產的最新進展”的論文。這篇論文被刊登在Cell Press出版的《化學趨勢》月刊的封面上。

作為應對氣候變化技術的一部分,生物煉制涉及使用生物技術和化學方法,從可再生生物質中生產工業上重要的化學品和生物燃料,而不依賴于化石資源。

值得注意的是,由韓國科學技術院杰出教授李相玉(Sang Yup Lee)開創的系統代謝工程是一個有效操縱微生物代謝途徑以生產有價值化學物質的研究領域,形成了生物煉制的核心技術。

研究團隊已經成功開發出高效菌株,利用系統代謝工程工具和策略生產各種化合物,包括琥珀酸、可生物降解塑料、生物燃料和天然產物。

研究小組預測,如果廣泛用于服裝和紡織品生產的生物基聚酰胺生產技術得到普及,作為一種能夠應對氣候危機的未來技術,它將因其環保的生產技術而受到關注。

在這項研究中,研究小組全面回顧了生物基聚酰胺生產策略。他們提供了使用代謝工程微生物生產聚酰胺單體的進展的見解,并強調了利用這些單體的生物基聚酰胺進展的最新趨勢。

此外,他們回顧了通過天然油脂化學轉化合成生物基聚酰胺的策略,并討論了聚酰胺的生物降解性和回收利用;還提出了代謝工程可用于生物基聚酰胺生產的未來方向,有助于環境友好和可持續的社會。

KAIST論文的共同第一作者Ji Yeon Kim表示:“利用系統代謝工程工具和策略生產生物基聚酰胺的重要性在實現碳中和方面日益突出。”

李相玉教授強調:“隨著人們對氣候變化的日益關注,環保和可持續工業發展的重要性比以往任何時候都更加重要。系統代謝工程預計不僅會對化學工業,而且會對各個領域產生重大影響。

這篇論文由韓國科學技術院化學與生物分子工程系的李鐘安博士、金智妍博士、安正浩博士和安雅姬碩士撰寫,發表在《化學趨勢》12月刊上,該期刊是細胞出版社出版的化學領域的權威評論期刊。這篇論文于12月7日作為封面論文和特刊發表。

這項研究是在韓國科學技術情報通信部(Ministry of Science and ICT)支持下進行的,這個部門為下一代生物煉油廠項目和C1天然氣煉油廠項目開發了微生物細胞工廠平臺技術。