人工光合作用可将工业废料转化为生态友好型塑料

低浓度的二氧化碳可以利用人工光合作用重新用于可生物降解的塑料前体。由大阪都市大学Yutaka Amao教授领导的一个研究小组成功地展示了利用人工光合作用从废丙酮和低浓度二氧化碳中合成聚-3-羟基丁酸酯，一种可生物降解的塑料。

利用相当于太阳光的能量，该人工光合作用系统使用酶和铑催化剂来生产一种可生物降解的塑料前体。现在，这个过程首次使用低浓度的二氧化碳（类似于废气）和废丙酮作为原料来工作。

该研究旨在重新利用来自永久性记号笔墨水的废丙酮和相当于发电厂和其他工业来源废气的二氧化碳。24小时后，超过60%的丙酮被转化为3-羟基丁酸。该团队的研究结果发表在《绿色化学》上，强调了人工光合作用的实际应用，以及他们进一步开发该技术以更有效地利用废弃材料的计划。

聚-3-羟基丁酸酯–一种可生物降解的塑料–是一种经常用于包装材料的防水聚酯由3-羟基丁酸酯作为前体制成。在以前的研究中，由大阪都立大学人工光合作用研究中心的Yutaka Amao教授领导的研究小组发现，3-羟基丁酸盐可以从二氧化碳和丙酮中高效合成，但只在二氧化碳或碳酸氢钠浓度较高时证明了这一点。

这项新的研究旨在重新利用来自永久性记号笔墨水的废弃丙酮和低浓度的二氧化碳–相当于发电厂、化工厂或钢铁厂的废气。丙酮是一种相对便宜且合理无害的化学品，在许多不同的实验室环境中使用，用于反应或作为清洁剂，从而产生废丙酮。丙酮和二氧化碳作为原料，利用人工光合作用合成3-羟基丁酸，由相当于太阳光的光线驱动。24小时后，超过60%的丙酮已成功转化为3-羟基丁酸。

“我们把注意力集中在利用火力发电厂和其他来源的废气产生的二氧化碳来证明人工光合作用的实际应用的重要性，”Amao教授解释说。”在未来，我们的目标是进一步发展人工光合作用技术，使其能够使用液体废物中的丙酮以及实验室的废气作为原料。”

他们的研究结果于2023年3月1日发表在《绿色化学》杂志上。