2023年7月26-28日，Green Carbon首届编委会暨2023国际绿碳科学大会在青岛召开。Green Carbon顾问委员会委员、中国科学院院士陈学思应邀出席。
在首届编委会上，陈院士指出，Green Carbon的名字令人印象深刻，涵盖了材料、化学等学科领域，这是期刊稿源的重要保障；此外，在创刊之初，应该组织专题，重点邀约著名科学家和实验室的稿件。
在如今各类“限塑”、“禁塑”政策不断推出的背景下，生物降解塑料迎来重大利好。生物降解塑料被认为是解决塑料污染问题的有效途径之一，也是国家绿色低碳发展战略和新材料产业发展的重点。那么，我国的生物降解塑料发展现状如何？生物降解塑料的工业化前景怎么样？生物降解塑料应用领域有哪些？让我们学习一下陈学思院士的解读。
生物降解高分子材料的发展进程
陈学思院士讲述到，自1999年回国，他就在思考一个问题，基础理论研究该如何去解决实际应用的问题。基于此目标，陈学思院士躬身于生物降解塑料的基础研究与产业化发展20余年，在聚乳酸、聚氨基酸等生物降解材料领域潜心钻研，不断将科技成果转化为现实生产力，服务国家与社会。
聚乳酸——性价比高的生物降解塑料
生物可降解塑料分为生物基来源与石油基来源两大类。其中，生物基来源的聚乳酸（PLA）与石油基来源聚对苯二甲酸己二酸-丁二酯（PBAT）是发展最为成熟的两类可降解塑料材料。
陈学思介绍到，聚乳酸的发展前景十分广阔，应用领域广泛。美国NatureWorks公司2002年完成7万吨/年的生产线建设，是全球最大的聚乳酸生产商。为填补中国聚乳酸发展领域的空白，从2000年起，其与浙江海正生物合作，打通了聚乳酸生产的全工艺流程，成为世界第二家实现聚乳酸商业化生产的企业，目前公司已经成功上市。
目前，陈学思团队与合作企业生产的聚乳酸，部分产品性能优于NatureWorks公司产品。其制品应用广泛，从一次性塑料制品、聚乳酸纤维到工程塑料，都有聚乳酸的身影。陈学思透露到，未来，聚乳酸制品将主要应用于汽车、动车等相关领域。
“我们也不断推进基础研究。聚乳酸的性能与其微观结构息息相关。通过控制聚乳酸的立体旋光纯度，可以获得耐热温度高达120℃的聚乳酸材料。”“聚乳酸与其他生物可降解塑料共混（如PBAT）或共聚（如PGA, PCL）也可以进一步拓展聚乳酸材料的应用领域。”
医用级聚乳酸——服务人类健康
聚乳酸材料另一个很重要的应用是作为医用材料。
当提及到聚乳酸医用材料的开发，陈学思介绍到：“传统上使用的金属骨钉、骨板等，不仅价格昂贵，而且在使用结束后必须取出，给病人带来二次伤害。”开发可降解聚乳酸医用材料，服务人类健康成为了陈学思团队的一个目标。
为此，依托于陈学思团队技术，2007年，长春圣博玛生物材料公司的成立，致力于生物医用高分子材料与体内可吸收植入性医疗器械的开发与产业化，目前市值已达百亿元。
生物医用高分子材料的开发并非易事，从单体到聚合物的纯度要求都有很高标准。经过多年攻关，陈学思和团队研发出的骨钉、骨板不仅具有全球最高的力学性能，而且具有很好的韧性，体积也非常小。其产品型号近500个，获得多项医疗器械注册证。
其医用材料的研发遍及各个领域。所研发的可吸收带线锚钉通过多家医院的临床试验。所研发的面部填充剂在医美行业市场广阔，是国内首款III类医疗器械级“童颜针”。
谈到生物医药材料的发展，陈学思透露到：“目前国内可吸收手术缝合线、心脏支架等尚不能国产化，这其中有许多基础科研问题待解决，我们也在积极开发相关产品。”
聚氨基酸——新一代医用高分子材料
聚氨基酸材料具有良好的生物相容性、生物降解性，更重要的一点是其侧基含有多种官能团，具有可生物修饰性，可生产具有生物活性的功能化聚氨基酸。
陈学思介绍到，聚氨基酸可作为药物载体或者基因载体。通过高分子纳米载体药物，可以保护药物免于降解，调节释药速度，将药物靶向输送至肿瘤细胞。其研制的顺铂药物载体，对肿瘤的抑制率能达到80%以上。“对小鼠的生存期评估，给药后其生存期从30天延长至60天。”
基因转染试剂是目前国外对中国的“卡脖子”技术，其与长春金川科技开发的基因转染试剂极大的降低了成本。陈学思称目前该产品正在推广阶段。
陈学思院士为中国生物可降解塑料领域做出了极大贡献，本次报告其分享了他的科研成果和思考，并为生物降解塑料的进一步发展指明了方向。
陈学思 院士
陈学思，中国科学院院士，现任中国科学院长春应用化学研究所学术委员会常务副主任，吉林省科协副主席。
1982年毕业于吉林大学化学系获学士学位。1985年于中国科学院长春应用化学研究所攻读硕士学位。1993年赴日本早稻田大学攻读博士学位。1997年赴美国宾夕法尼亚大学进行博士后工作。1999年6月回长春应用化学研究所工作。2004年以来分别获国家杰出青年科学基金、国务院政府特殊津贴、吉林省高级专家、长春市特等劳动模范。2013年入选科技部科技创新创业人才和万人计划。2016年入选国际生物材料与工程联合会会士。担任ACS Biomaterials & Engineering副主编、Green Carbon期刊顾问委员会委员。
研究方向为生物降解医用高分子材料组织工程和药物缓释、聚乳酸和聚己内酯产业化。
原文链接
陈学思院士与Green Carbon｜生物降解高分子材料的发展进程
Green Carbon
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