这张图片相信在座的各位其实并不陌生,因为我们在生活中经常会看到动物因为吞食塑料而死、植物因为塑料添加剂的毒性而枯萎的现象。我在博士期间,跟清华的老师、同学做了一个非常有趣的事情,去全国各地找一些有趣的微生物。
我们在新疆的艾丁湖,距离我家乡没多远,我们发现一株非常有意思的微生物。左上角的图是一个平板,是一个培养基的平板,上面每个白点都是一个细菌的菌落。我们发现有些菌落非常有趣,它是白色的,特别白。在显微镜下放大了看,它里面也有一些白色颗粒,这些白色颗粒经过鉴定是什么东西呢?其实是生物可降解的塑料,叫做“聚羟基烷酸酯(PHA)”。理论上它可以替代我们现在生活中绝大部分石油基的塑料,但是它有什么问题?价格太贵了,它是现在塑料的5-10倍。虽然大家有环保理想,但在钱包在现实面前还是没办法,做不出更理想的选择。
怎么让大家做出更理想的选择呢?我们这个“基因计算机”或者我们在细胞里编程序这件事就有用了,我们可以在细胞里编程序,让细胞把它生理代谢活动的所有能量,都用于生产聚羟基烷酸酯,简称PHA。比如我们做的第一代,细胞里就有大块白色颗粒了,我们还可以做第二代,细胞已经很“胖”了,还可以做第三代,细胞已经是“超级大胖子”了,里面90%的质量差不多都是PHA了。
我们经过两到三年的实验和工业化尝试,现在已经成功的在山东实现了工业化生产。我们生产PHA使用的是可以再生的粮食资源,比如咱们国家其实存粮,陈旧的粮食已经很多了,数以亿吨计,要不就放着烂了,还不如利用起来。与此同时我们生产出的生物塑料PHA是百分之百生物可降解,理论上不加特殊物质,埋在土里半年到一年就完全降解了,变成营养物质被微生物利用了。所以它是取之于自然,而最终又回馈于自然的东西。
最后给大家看一个更形象的案例,我们在清华校园里做的一个实验。大家先别好奇,为什么我一个北大人拿清华校园做实验。我们在清华校园挖了一个坑,把两个塑料片埋到土里面,半年以后再把塑料片挖出来,就是我们现在看到的效果。左图就是PHA的塑料片,半年以后千疮百孔,细菌在上面快乐地生长着。而聚乙烯塑料片完好无损,300年以后才能降解。
我想告诉大家的是,我们现在生活中遇到的绝大部分的塑料其实都是非常难以降解的。300年是一个非常保守的数字,而且是在各种环境都很良好的情况下,生物才能利用起来。我们这个PHA是很有希望能够替代现在已有的石油基塑料的,并且现在我们已经把成本做到了传统石油基塑料的2-3倍。
很多人在做科研的时候都会关注一点,就是科技的创新性如何。但是我更关注的一点是,科技这个东西怎么样更好的应用于我们的生活。因为我们生活中很多时候遇到的问题不仅仅是科学问题,作为科学家我们也不能关心的仅仅是科学,我们要综合运用金融、教育、人文、管理等各个方面的力量把它们综合在一起,为我们的未来创造一个更加绿色、智能、环保的世界。
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