什么是生物基材料？

近年來，隨著環(huán)境壓力的逐步提升、全球氣候惡化、石油等不可再生化石資源的日漸消耗以及政府政策的大力推進，可持續(xù)化發(fā)展和節(jié)能減碳成為全球范圍內(nèi)工業(yè)發(fā)展的主要趨勢，生物制造正逐步成為發(fā)達國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略，生物基材料也變得炙手可熱，成為行業(yè)風口而受到從業(yè)者的廣泛關注。

我們關注到，近年來，巴斯夫、科思創(chuàng)、英力士、萬華化學、日本東麗、華峰化學、桐昆集團、沙特基礎工業(yè)公司（SABIC）、LG化學……等多家化企巨頭紛紛投入布局生物基材料，推進研發(fā)和生產(chǎn)，為降低產(chǎn)品的碳足跡不斷付出努力。

巨頭們的行動可謂行業(yè)發(fā)展的風向標，今天，就來帶大家了解下“生物基材料”。

目前，常見的生物基材料是以谷物、豆科、秸稈、竹木粉等可再生生物質(zhì)通過生物轉化獲得生物高分子材料或單體，然后單體進一步聚合形成的環(huán)境友好的化工產(chǎn)品和綠色能源等高分子材料，如包括沼氣、燃料乙醇、生物柴油和生物塑料等。此外，生物基材料還可以經(jīng)由生物制造、生物合成方法等設計或改造的生物系統(tǒng)產(chǎn)生和獲得。

生物基材料來源范圍廣、獲得手段靈活、性能豐富、應用場景多樣化，目前正處于從實驗室研發(fā)邁向工業(yè)化生產(chǎn)及規(guī)模應用階段，未來有望逐步替代部分化石基材料。

生物基材料如何鑒別？

14C是在大氣平流層和對流層之間的過渡地帶由二次宇宙射線的慢中子轟擊氮原子而生成，是一個不穩(wěn)定的和弱放射性的12C同位素。

動植物等在進行生命活動過程中吸收大氣中含量相對穩(wěn)定的14C，最終自身含有的14C與外界達到平衡，因此原料來源為生物質(zhì)的生物基材料可以檢測到一定含量的14C。

但14C的弱放射性會隨著時間流逝逐漸衰變，直至幾乎接近于零。14C的半衰期是指放射性經(jīng)衰變后，14C含量衰變?yōu)樵己康囊话胨璧臅r間。這個半衰期約為5700年。因此，有幾百萬年以上歷史的石油、煤炭等化石材料都不含14C。14C法能有效區(qū)分生物基與石油基，是一種完善的測量原材料或產(chǎn)品中生物基碳含量的方法。如果是化石材料與生物基材料混合的產(chǎn)品，化石中不含有14C，而生物基材料中14C含量與大氣中14C含量相當，通過比例關系就能夠算出產(chǎn)品中有多少生物基成分，有多少石油基成分。

目前，可生物降解生物基塑料主要用于一次性用品，如塑料袋、塑料吸管、包裝袋等。不可生物降解生物基塑料則更多用于汽車、裝飾等需要長時間保留的用品PLA (聚乳酸)、PHA(聚基脂肪酸)和PBS(聚丁二酸丁二醇酷)是目前已實現(xiàn)工業(yè)化的主流生物基塑料。其中，由于PLA性能優(yōu)異，技術成熟，故目前市場上PLA所占據(jù)份額更大。

使生物基塑料具有更高的可生物降解性，是目前生物基塑料重點開發(fā)的方向。

總體來看，目前我國生物基材料發(fā)展主要面臨的問題是依賴糧食作物，原料供應不足，關鍵核心制備工藝技術突破不足;標準標識體系、檢驗檢測等公共服務不完善，應用場景有待進一步開拓。

在后續(xù)發(fā)展中，生物基材料的發(fā)展趨勢是發(fā)展動力加快由“政策驅動”向“市場驅動”轉變；發(fā)展方向加快由“糧食原料”向“非糧原料”轉變，傳統(tǒng)石化企業(yè)加快由依賴石油基的單基產(chǎn)品”向石油基+生物基材料的“雙基產(chǎn)品”轉變。

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