酶与聚合物3D打印技术结合实现将甲烷转化为甲醇

简 讯

酶与聚合物3D打印技术结合实现将甲烷转化为甲醇

美国劳伦斯利弗莫国家实验室的科学家团队将生物技术和3D打印技术相结合设计出一种新型反应器，可以在常温常压下持续将甲烷转化为甲醇。

甲烷氧化菌是一种专门吞噬甲烷的菌类，该研发团队将甲烷氧化菌中的酶提取出来，与聚合物混合，再经过3D打印或模塑制成新型反应器。

科学家们发现，这种提取出来的酶在聚合物中仍然可以保持100%的活性。这种嵌入到聚合物中的酶具有很强的灵活性，尤其适用于气-液相反应过程，具有很好的应用潜力。

甲烷的排放是造成全球气候变暖的主要原因之一。目前将甲烷转化成其它高价值产品的技术，均要求高温和高压环境，且生产出来的产品组成复杂，目标产品的产率低下，只有在大规模生产情况下才在经济上可行。

现在已知的唯一一种可在温和反应条件下将甲烷高效地转化为甲醇的催化剂是甲烷单加氧酶(MMO)，反应在含有MMO的甲烷氧化菌作用下进行，但这种工艺需要能量维持生物有机物质的生存和新陈代谢。该团队取而代之的方法是，从生物有机物质中分离出这种酶，并且直接利用这种酶，故不再需能量来维持。这种酶在温和条件下可以实现可控的高效转化，并且具有很强的适应性。研究发现，这种可以3D打印的聚合物还可以多次重复使用。

目前，绝大多数工业化生物反应器均采用搅拌槽方式，而这种搅拌槽在气-液相反应中效率极低。该研发团队提出的这种可以打印的酶与聚合物混合结构的设计理念为今后高收率、低能耗新型反应器的研发开启了一扇窗。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]