以尼龙为代表的聚酰胺是广泛用于汽车、电子、纺织和医疗等领域中的线性聚合物。它们具有高抗拉强度、电绝缘性、耐热性、耐磨性和生物相容性等有益特性。

自1938年尼龙商业化以来,全球每年生产约700万吨聚酰胺。考虑到其广泛的应用和重要性,通过生物基方法生产聚酰胺具有相当大的环境和工业重要性。

韩国科学技术院(KAIST)院长李光亨(Kwang-Hyung Lee)宣布,由李相宇(Sang Yup Lee)特聘教授领导的研究团队,包括化学与生物分子工程系的李钟安博士( Jong An Lee )和金智妍(Ji Yeon Kim)博士,发表了一篇题为“生物基聚酰胺生产的最新进展”的论文。这篇论文被刊登在Cell Press出版的《化学趋势》月刊的封面上。

作为应对气候变化技术的一部分,生物炼制涉及使用生物技术和化学方法,从可再生生物质中生产工业上重要的化学品和生物燃料,而不依赖于化石资源。

值得注意的是,由韩国科学技术院杰出教授李相玉(Sang Yup Lee)开创的系统代谢工程是一个有效操纵微生物代谢途径以生产有价值化学物质的研究领域,形成了生物炼制的核心技术。

研究团队已经成功开发出高效菌株,利用系统代谢工程工具和策略生产各种化合物,包括琥珀酸、可生物降解塑料、生物燃料和天然产物。

研究小组预测,如果广泛用于服装和纺织品生产的生物基聚酰胺生产技术得到普及,作为一种能够应对气候危机的未来技术,它将因其环保的生产技术而受到关注。

在这项研究中,研究小组全面回顾了生物基聚酰胺生产策略。他们提供了使用代谢工程微生物生产聚酰胺单体的进展的见解,并强调了利用这些单体的生物基聚酰胺进展的最新趋势。

此外,他们回顾了通过天然油脂化学转化合成生物基聚酰胺的策略,并讨论了聚酰胺的生物降解性和回收利用;还提出了代谢工程可用于生物基聚酰胺生产的未来方向,有助于环境友好和可持续的社会。

KAIST论文的共同第一作者Ji Yeon Kim表示:“利用系统代谢工程工具和策略生产生物基聚酰胺的重要性在实现碳中和方面日益突出。”

李相玉教授强调:“随着人们对气候变化的日益关注,环保和可持续工业发展的重要性比以往任何时候都更加重要。系统代谢工程预计不仅会对化学工业,而且会对各个领域产生重大影响。

这篇论文由韩国科学技术院化学与生物分子工程系的李钟安博士、金智妍博士、安正浩博士和安雅姬硕士撰写,发表在《化学趋势》12月刊上,该期刊是细胞出版社出版的化学领域的权威评论期刊。这篇论文于12月7日作为封面论文和特刊发表。

这项研究是在韩国科学技术情报通信部(Ministry of Science and ICT)支持下进行的,这个部门为下一代生物炼油厂项目和C1天然气炼油厂项目开发了微生物细胞工厂平台技术。