Mondiale industrieën die zich richten op koolstofneutraliteit, onder de slogan Net-Zero, krijgen steeds meer aandacht. Met name het onderzoek naar de microbiële productie van polymeren, waarbij traditionele chemische methoden worden vervangen door biologische benaderingen, vordert actief.

Polyamiden, vertegenwoordigd door nylon, zijn lineaire polymeren die veel worden gebruikt in verschillende industrieën, zoals de automobiel-, elektronica-, textiel- en medische sector. Ze beschikken over gunstige eigenschappen, waaronder hoge treksterkte, elektrische isolatie, hittebestendigheid, slijtvastheid en biocompatibiliteit.

Sinds de commercialisering van nylon in 1938 wordt wereldwijd jaarlijks ongeveer 7 miljoen ton polyamiden geproduceerd. Gezien hun brede toepassingen en betekenis is de productie van polyamiden via biogebaseerde methoden van aanzienlijk belang voor het milieu en de industrie.

KAIST heeft aangekondigd dat een onderzoeksteam onder leiding van de vooraanstaande professor Sang Yup Lee, waaronder dr. Jong An Lee en promovendus Ji Yeon Kim van de afdeling Chemische en Biomoleculaire Technologie, een artikel heeft gepubliceerd met de titel "Current Advancements in Bio-Based Production of Polyamides ." Het artikel stond op de cover van het maandelijkse nummer van Trends in Chemistry door Cell Press.

Als onderdeel van technologieën voor de respons op klimaatverandering gebruiken bioraffinaderijen biotechnologische en chemische methoden om industrieel belangrijke chemicaliën en biobrandstoffen te produceren uit hernieuwbare biomassa zonder afhankelijk te zijn van fossiele hulpbronnen. Metabolische engineering, ontwikkeld door KAIST's Distinguished Professor Sang Yup Lee, is met name een onderzoeksgebied dat microbiële metabolische routes effectief manipuleert om waardevolle chemicaliën te produceren, wat de kerntechnologie vormt voor bioraffinaderijen.

Het onderzoeksteam heeft met succes hoogwaardige soorten ontwikkeld die een verscheidenheid aan verbindingen produceren, waaronder barnsteenzuur, biologisch afbreekbare kunststoffen, biobrandstoffen en natuurlijke producten, met behulp van systeemmetabolische engineeringtools en -strategieën.

Het onderzoeksteam voorspelde dat als biogebaseerde technologie voor de productie van polyamiden, die veel wordt gebruikt bij de productie van kleding en textiel, wijdverspreid wordt, deze de aandacht zal trekken als een toekomstige technologie die kan reageren op de klimaatcrisis vanwege de milieuvriendelijke productie ervan. technologie.

In deze nieuwe studie heeft het onderzoeksteam de biogebaseerde productiestrategieën van polyamide uitgebreid beoordeeld. Ze gaven inzicht in de vooruitgang in de productie van polyamidemonomeren met behulp van metabolisch gemanipuleerde micro-organismen en benadrukten de recente trends in de vooruitgang op het gebied van biogebaseerde polyamiden waarbij deze monomeren worden gebruikt.

Daarnaast beoordeelden ze de strategieën voor het synthetiseren van biogebaseerde polyamiden door chemische omzetting van natuurlijke oliën en bespraken ze de biologische afbreekbaarheid en recycling van de polyamiden. Het artikel presenteerde ook toekomstige richtingen waarin metabolische engineering kan worden toegepast voor de productie van biogebaseerde polyamiden, wat bijdraagt ​​aan een milieuvriendelijke en duurzame samenleving.

Ji Yeon Kim van KAIST, de co-eerste auteur van dit artikel, verklaarde:"Het belang van het gebruik van metabolische engineeringtools en -strategieën voor de productie van biogebaseerde polyamiden wordt steeds prominenter bij het bereiken van koolstofneutraliteit."

Professor Sang Yup Lee benadrukte:“Te midden van de groeiende zorgen over klimaatverandering is het belang van milieuvriendelijke en duurzame industriële ontwikkeling groter dan ooit. Verwacht wordt dat systeemmetabolische engineering een aanzienlijke impact zal hebben, niet alleen op de chemische industrie, maar ook op verschillende terreinen. "

Meer informatie: Jong An Lee et al, Huidige ontwikkelingen in de biogebaseerde productie van polyamiden, Trends in de chemie (2023). DOI:10.1016/j.trechm.2023.10.001

Journaalinformatie: Trends in de chemie

Aangeboden door het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)