1月6日,德国奥尔登堡大学宣布,一个新成立的青年研究小组致力于将绿植残枝、干草、藻类等有机废弃物转化为可完全生物降解的塑料,应用于医疗产品、汽车零部件、隔热材料及包装领域。
团队由化学家Melanie Walther博士领导,将融合环保理念与应用导向型技术路径,开发出一种低成本、低能耗的创新工艺,用以生产100% 源自有机废弃物的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)新型塑料。德国联邦研究、技术与航天部为这一“EcoPBS”项目提供约270万欧元资助。

“这个青年研究组的工作旨在为工业界提供一种以可再生原料制成的塑料替代方案。”奥尔登堡大学校长Prof. Dr. Ralph Bruder表示:“BMFTR 的资助不仅认可了我们大学在该领域卓越的科研基础设施,也凸显了 EcoPBS 在构建环保、气候友好型循环经济方面的潜力。”
PBS的强度与加工性能,与传统塑料聚丙烯、聚乙烯相近,且具备可快速生物降解的核心优势。但目前,科研人员尚未研发出可完全回收的全生物基材料,现有生产工艺也无法直接应用于化工产业。Walther博士解释道:“要实现高产率,就需要培育易存活、稳定性强的微生物菌株,确保其能在低成本、低能耗的工艺中高效发挥作用。”
为此,该青年研究小组将分三个子项目推进,探索如何将以花园修剪物、农作物秸秆为主的生物质原料转化为Bio-PBS。团队的首要任务是优化发酵工艺:在自主研发的生物技术流程中,测试不同微生物菌株转化有机原料为生物塑料的效率。其中的关键环节,是对两种发酵工艺 ——丙酮 - 丁醇 - 乙醇(ABE)发酵和琥珀酸发酵—— 开展对比实验。
第二个子项目聚焦于“下游处理”,也就是从发酵产物中去除杂质的过程。该环节的核心目标,是将有机化合物正丁醇转化为 1,4 - 丁二醇 —— 这是一种二元醇,也是生产塑料的关键原料。研究团队将借助仿真模拟与机器学习技术,探索优化该转化过程物料与能源消耗的解决方案。
此外,团队还需研发一种新型化学试剂,用于去除生产中的杂质,从而制备出首款可完全生物降解的聚丁二酸丁二醇酯材料。目前,这种试剂的基础配方已完成研发,并已提交专利申请。在第三个子项目中,研究人员将对该技术进行迭代优化。
另一项重要目标,是利用生物基聚丁二酸丁二醇酯生产过程中产生的废料,发电、供热,为实验室设备运行提供能源。
项目的最后阶段,研究团队计划依托数字化 3D 模型,采用全生物基聚丁二酸丁二醇酯原料,生产出首批可工业化应用的产品,例如包装材料与医用耗材。

