捕獲甲烷生產的生物塑料PHA可完全生物降解

塑料污染已經成為當今面臨最重要的環境問題之一，全球每年產生約4.3億噸塑料。塑料污染不僅會破壞生態系統，加劇氣候變化，更會危害人類的健康。

因此，需要尋找解決塑料污染的有效方案。聯合國環境署的一份報告提出了一種系統性變革方法，加速三大關鍵轉變即重復利用、回收以及調整定位與多樣化，并采取行動，處理塑料污染的遺留問題。其中，“調整定位”和“多樣化”是指促進市場轉向更可持續的塑料替代品。

近日，生物制造公司Mango Materials正在利用微生物將廢氣甲烷轉化為多種可生物降解的天然生物聚合物，包括聚羥基脂肪酸酯（PHA） 顆粒。這種PHA可用于生產環保生物塑料產品，成為化妝品包裝和紡織品的聚酯替代品。

該公司指出，其目標是通過利用PHA替代塑料同時應對塑料污染和氣候變化。這種PHA生物聚合物塑料可生物降解，這意味著有可能大大減少塑料污染，并且甚至可以在海洋中自然降解，同時消耗甲烷以應對氣候變化。

這家公司成立于2010年，位于美國加利福尼亞州，由3位女性科學家莫莉·摩斯、艾利森·皮耶亞以及安妮·肖爾-吉梅內斯創辦。此前入選《生物燃料文摘》“顛覆世界的下一個50家公司”之一，它還被列入“全球清潔技術100強”。

“我們正在將甲烷轉化為下一代可持續材料， 相信未來是可生物降解的。” 摩斯說。

斯坦福校友創辦，捕獲甲烷生產PHA

皮耶亞說：“傳統的塑料和聚酯正在破壞地球，我們制造替代品來挽救這一切。我們認為生物聚合物對于保持自然環境的原始狀態至關重要，PHA可以提供一種與自然完全和諧的解決方案。不過，現階段此類材料生產成本比較高，其中糖作為原料造成的高成本是限制PHA廣泛應用的主要因素之一。”

與以糖為原料不同，Mango Materials采用了廢氣作為原料。事實上，該公司建立在其首席執行官摩斯和首席技術官皮耶亞的博士研究基礎上。在斯坦福大學從事博士研究期間， 她們研究了利用甲烷生產P H A生物聚合物作為塑料替代品及其在厭氧條件下的生物降解。當時她們更關注了解實驗室的生產過程， 畢業后決定將這項創新技術帶到實際應用中并推進商業化。

摩斯在風險投資行業從事了短暫的咨詢， 這進一步促使她成立MangoMaterials。皮耶亞在公司擔任首席技術官，她的研究重點是闡明PHA在甲烷氧化細胞中的作用，并利用這些知識篩選轉化甲烷的微生物，提高PHA的產量。目前，她領導Mango Materials技術的規模化，并專注于利用舊金山灣區廢水處理廠的廢棄甲烷氣體生產PHA。

后續，第三位聯合創始人肖爾-吉梅內斯也加入了公司，她在公司擔任首席運營官。在博士期間，她專注于研究基于厭氧消化的生物強化，提高甲烷產量。她的職業生涯以甲烷為中心，曾在廢水處理、垃圾填埋場、農業等多個行業工作，監控各種規模降解設施，并管理多個甲烷相關項目。

成立后的公司Mango Materials一直在擴展這項創新制造技術，專注于將廢棄碳排放物轉化為可生物降解的生物聚酯纖維，并增加從甲烷中提取PHA的產量。

具體來說，該公司開發了一種新型氣體發酵工藝，以溫室氣體甲烷為原料，利用天然細菌發酵生成天然無毒的生物聚合物PHA，這種顆粒可轉化為紡織品纖維或者塑料制品，且可在多種環境中生物降解。結束使用后，這些塑料制品會被送到現代化廢物處理設施或垃圾填埋場處理，通過厭氧降解轉化為甲烷，這又可作為PHA的生產原料，從而實現塑料制品的回收降解和原料供應。

而為了獲得豐富的甲烷原料，該公司正在與多家廢水處理廠、垃圾填埋場和農業設施等甲烷生產商合作，探索在現有設施中將甲烷轉化為PHA的技術。比方說，將設施安裝在位于舊金山灣區的一家廢水處理廠內，這樣可以將廢水處理過程中捕獲的甲烷及時“喂”給細菌。

“ 我們最終的目標是通過甲烷轉化為PHA的同時解決氣候變化和塑料污染兩大環境問題。”摩斯說。

率先關注紡織和化妝品市場

目前，這家公司已經開發了端到端解決方案，并與整個供應鏈的公司合作，包括原材料供應商、制造過程、零售和品牌產品以及甲烷制造商。

Mango Material方面表示，現階段，公司正在與紡織和化妝品市場的合作伙伴一起開發創新產品。根據客戶需求定制化生產PHA，可用作生產紡織纖維等等。

根據官網的介紹，Mango Material使用其專有的技術平臺YOPP生產最佳配方、可生物降解的PHA顆粒，可用于不同的供應鏈中，可生產注塑、熔紡纖維或薄膜和片材等等。

注塑成型適合剛性、可模壓產品，例如瓶蓋、瓶子和其他難以回收的小型包裝物品；纖維級顆粒是石油基聚酯的可持續替代品，可用于將纖維熔融紡絲成鞋、運動服、背包、繩索等；薄膜級PHA顆粒專為薄膜和片材應用而開發，滿足難以回收的軟包裝的需求。

這類PHA在多種環境中可完全生物降解、易于堆肥、可完全定制，且由于使用了低成本原料甲烷而降低了生產成本、提高了競爭力。

“ 我們正在商業化的道路上穩步前進，聯合開發項目提供了為一系列新產品配制PHA的機會，最終將擴大市場。我們還在繼續改進我們的配方并進行更多的熔融加工試驗。看到服裝行業市場的強烈興趣非常令人興奮。為了在價格上與石油基塑料競爭，我們專注于將技術擴大到商業化生產規模；從長遠來看，我們將驗證甲烷發酵技術的使用并證明制造工藝的可擴展性。”摩斯說。 （綜合整理報道）（策劃/多洛米）