生物材料已经达到了一个临界点？

生物技术解决无数可持续性挑战的未开发潜力正在引起各行业具有前瞻性思维的公司的注意。如今，每年利用生物质生产价值超过必威体育20184000亿美元的传统制造产品，根据（PDF）杜克大学可持续发展与商业中心。必威体育2018

而生物燃料生物基塑料和其他化石材料的替代品迅速成为主流。这些材料可用于制造、建筑、工业和其他领域，衣服还有更多。但由于工业界对经典化学的执着，许多生物基材料尚未达到规模。

随着生物基材料工程的突破达到一个临界点，这种情况正在开始改变。对微生物如何工作的集体理解，是第一次让我们以更安全、更环保的方式制造化学品。我们有可能设计出具有特定功能的微生物，包括各种可持续性应用。必威体育2018

“虽然技术是多年前开发的，大规模生物质制备的聚合物是不可行的，因为这些技术都太贵了，”在2011年的研究报告中写道研究员裴蕾，马库斯·施密特和魏巍。“然而，近年来，从研究部门，特别是生物技术创新，已经取得了一些能够与现有的基于化石的过程竞争的生物转化。”

生物塑料平底船石油

生物塑料和传统塑料一样，但它们来自可再生资源，而不是化石燃料。它们通常包括淀粉塑料、纤维素聚合物和聚乳酸（PLA）等。杜克大学（Duke University）的数据显示，生物塑料仅占塑料市场的30万公吨，不到全球每年生产的1.81亿公吨合成塑料的1%。然而，生物塑料市场正以每年20%到30%的速度增长，几乎跟不上需求。

2005年，沃尔玛（Walmart）宣布将出售解放军集装箱中的一些农产品，这一将生物塑料纳入主流的举措实现了一个巨大的飞跃。其他的，包括纽曼自己的有机食品和野生燕麦，多年来一直在使用一些解放军产品。

生物塑料的环境优势是不言而喻的：它们的生产产生的二氧化碳比石化塑料少；植物源作为可再生材料的使用使产品可以作为新的生物质资源进行热、有机或化学回收。

杜邦在生物材料方面的突破

今年早些时候，杜邦和阿彻丹尼尔斯米德兰公司宣布在生物材料工程以果糖中的呋喃二羧酸甲酯（FDME）为主要生物输入。FDME被美国能源部列为12个可转化为多种高价值生物基化学品或材料的构件之一，这些化学品或材料可在多种应用中提供高性能。

“这种分子是一种改变游戏规则的平台技术，”杜邦生物材料全球业务总监西蒙·赫里奥特（Simon Herriot）在宣布这一突破的声明中称它将使各种100%可再生、高性能化学品和聚合物的生产具有成本效益，应用范围广泛。”

杜邦公司在聚合物称为聚三亚甲基呋喃二甲酸（PTF），即，用于制造瓶子和其它饮料的包装时，可再生的和可回收利用的聚酯FDME，相对于其他的聚酯基本上改善了气体阻隔性。这意味着，PTF在饮料包装行业的客户一个不错的选择看，以提高其产品的保质期。

贝壳的强度

大约在杜邦公司发布FDME公告的同时，美国能源部的研究人员发现了使碳酸钙晶体能够形成坚硬的贝壳和粉笔的化学相互作用，这些贝壳和粉笔的柔软程度足以在人行道上绘画。

碳酸钙是地球上最重要的材料之一，结晶成白垩，贝壳和岩石，研究人员说。动物从软体动物人用碳酸钙做生物矿物如珍珠，贝壳，外骨骼或耳朵的小器官保持平衡。这些生物矿物包括蛋白质或在结晶基质等有机物弱碳酸钙转化成硬的，耐用的材料。

能源部的材料科学家Jim De Yoreo说：“这项工作有助于我们理清弱晶体是如何形成具有卓越力学性能的复合材料的。”太平洋西北国家实验室，在一份声明中。

“它还为我们提供了在有用材料中捕获二氧化碳的想法，以处理我们排放到大气中的过量温室气体，或是将光响应纳米颗粒纳入高度有序的晶体基质中，用于太阳能应用。”

生物材料的心理障碍

主要障碍生物材料创造规模经济似乎在心理学植根超过经济。我们知道，生物材料可以很好的工作的传统材料，并且在创建它们的过程可以更便宜和更小环境有害。那么，我们还等什么呢？

首先，流行的说法认为化学物质对人类健康和环境有害，生物材料公司首席执行官丽莎•戴森Kiverdi，在今年早些时候的一次演讲中说化学物质被认为是阴性的。但所有东西都是由化学物质制成的，生物化学物质也不错。”

然而，作为消费者了解的生物基材料的环境效益，这种误解可能会改变。随着各行业企业学习的使用在自己的产品和工艺的可再生生物材料的经济效益，生物材料的出现可能是近了。