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把玉米穿在身上

张世平

  在当今珍惜资源和保护环境的时代氛围中,索罗那最独特的优点是它的回收再利用性。

 

  你可曾想过,玉米,这种最寻常的常常被用做饲料的东西,将摇身一变成为统领世界服装时尚的明星?

  总部设在美国的杜邦公司将在10月投产一代全新的多聚体化合物产品。这种很可能风靡全球的新产品叫“索罗那”(Sorona)。它将以玉米为原料。

  索罗那是一种聚酯化合物,像尼龙一样,具有许多优异特性。用索罗那制成纤维加工成的纺织品,在舒适、耐磨、弹性、抗皱、防护等性能方面,大大优于现有的其他化纤品。索罗那还有易染色的特点,因而花色品种也就更加丰富多彩。用它制成的模压品比现有的人造皮革更柔软,更像真皮。索罗那能制成内衣、针织品、运动服、衬料、仿毛品、医疗用品、表面防护剂(漆)、密封剂、盛具、包装品、家用及汽车用装潢材料以至宇航用品……可谓前程远大。

  在当今珍惜资源和保护环境的时代氛围中,索罗那最独特的优点是它的回收再利用性。这使它成为“环保世纪”最受重视的项目。用旧了和废弃了的索罗那产品被加工处理后,可以再成为生产索罗那的原料。

  索罗那的主要化学成分是一种被称为3GT的多聚体化合物。3GT是一种由丙二醇(3G)和对苯二甲酸(T)交替相接的链状分子。只要把链的合成控制在不同的长度,或者在对苯二甲酸上加不同的基团,就能制造出不同性能、满足不同需要的产品。

  50年来,人们一直在寻找经济有效的方法来化学合成丙二醇,因为这样才能把3GT发展成廉价的工业产品。在90年代中期,研究终于有了突破。英国希尔(Shell)公司和德国迪戈萨霍尔(Degussa-Huels)公司各自找到了某种有工业应用价值的化学合成丙二醇的途径。杜邦公司与迪戈萨霍尔公司合作,发展完善了应用这种新途径的工艺流程及设备,从而实现了长期梦寐以求的工业合成丙二醇的理想。

  然而科学家并没有就此止步。

  在寻找化学合成途径的同时,杜邦公司花了大量基金研究开发非化学合成途径,他们的目标是寻找实用的生物合成途径。在自然界,某些酵母菌能以葡萄糖为食物,大量生产出丙三醇(甘油),而某些细菌则能以丙三醇为生,大量生产丙二醇。但人们还没有在自然界找到一种微生物能以葡萄糖分子为食物,在细胞内大量制造出丙二醇。

  那么在现代生物科技如此发达的今天,人们能否利用遗传工程技术,把酵母菌以葡萄糖制造丙三醇的能力和细菌以丙三醇制造丙二醇的能力组合到同一生物中去,从而创造出一个以葡萄糖为原料来生产丙二醇的“生物工厂”呢?

  杜邦公司找到了答案。科学家用遗传工程技术来把一种生物中的某一性状转化到另一种不同的生物中去。他们首先是分析鉴定出控制这一性状的酶,一个性状可能受不止一个酶的控制,然后再测定并分离出控制生产这些酶的遗传物质(DNA)的组成成分。这些遗传物质可以说是制造这些酶的蓝图。接着,科学家通过遗传物质的重组及转化技术,把分离出来的遗传物质拼接在一起,再引入到另一种生物中去,使得这种生物有了新的蓝图,且能按照这新的蓝图制造出它原来所没有的酶,从而也就获得了由这些酶所控制的性状。

  杜邦公司的科研人员与一称为“基因核(Genencor)”的生物技术公司通力合作,在1998年利用遗传工程技术成功地培育出了一系列能以葡萄糖为食料,转化生产丙二醇的大肠杆菌菌种。通过一系列的优化筛选后,终于获得了达到工业生产标准的菌株。

  这项生物技术的突破性成果,打开了低成本、无环境污染的大规模生物合成丙二醇的大门。杜邦公司正在建造一座工厂,以玉米粉为基本养料,利用这种新的大肠杆菌来发酵生产丙二醇。届时人类就可以用取之不尽的玉米,而不是用资源越来越枯竭的石油为原料,来生产优质、多效、廉价的化合品了。

  除了来源取之不尽(玉米可不断种植,用来制造葡萄糖的原料是空气中的二氧化碳和土壤中的水,所需能量则来自阳光)外,与化学合成的方法相比,生物发酵方法还有许多优点。如在生物发酵的生产过程中不会产生有害物质,因而不发生环境污染的问题。而且大规模种植玉米还有净化空气、改善环境的作用。

  以往,从石油化工途径生产的化学纤维,合成的条件需要高温高压,不但耗能高,而且工艺设备复杂,生产操作困难。而生物发酵过程则是在常温常压下进行,条件没有那么苛刻,工作环境更安全。由于工艺设备相对简单,所以造价也相对较低(基础设施投资可节省40%),生产成本降低将导致产品价格的降低。

  “创造更好的物质,创造更好的生活”。杜邦,这家古老的化学公司,在30年代发明了尼龙,给人类生活带来了巨大变化。今天,它又以生物工程为技术背景发明了索罗那,又会给人类生活带来新的质的飞跃。

  尼龙、索罗那都是科学创造出的奇迹。在环境保护对人类生活以至生存日益重要的今天,杜邦将会探索、开发出更优越的“绿色”奇迹。

 

 

 

 

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