人工光合作用可將工業廢料轉化為生態友好型塑料

低濃度的二氧化碳可以利用人工光合作用重新用於可生物降解的塑料前體。由大阪都市大學Yutaka Amao教授領導的一個研究小組成功地展示了利用人工光合作用從廢丙酮和低濃度二氧化碳中合成聚-3-羥基丁酸酯，一種可生物降解的塑料。

利用相當於太陽光的能量，該人工光合作用系統使用酶和銠催化劑來生產一種可生物降解的塑料前體。現在，這個過程首次使用低濃度的二氧化碳（類似於廢氣）和廢丙酮作為原料來工作。

該研究旨在重新利用來自永久性記號筆墨水的廢丙酮和相當於發電廠和其他工業來源廢氣的二氧化碳。24小時後，超過60%的丙酮被轉化為3-羥基丁酸。該團隊的研究結果發表在《綠色化學》上，強調了人工光合作用的實際應用，以及他們進一步開發該技術以更有效地利用廢棄材料的計劃。

聚-3-羥基丁酸酯--一種可生物降解的塑料--是一種經常用於包裝材料的防水聚酯由3-羥基丁酸酯作為前體製成。在以前的研究中，由大阪都立大學人工光合作用研究中心的Yutaka Amao教授領導的研究小組發現，3-羥基丁酸鹽可以從二氧化碳和丙酮中高效合成，但只在二氧化碳或碳酸氫鈉濃度較高時證明了這一點。

這項新的研究旨在重新利用來自永久性記號筆墨水的廢棄丙酮和低濃度的二氧化碳--相當於發電廠、化工廠或鋼鐵廠的廢氣。丙酮是一種相對便宜且合理無害的化學品，在許多不同的實驗室環境中使用，用於反應或作為清潔劑，從而產生廢丙酮。丙酮和二氧化碳作為原料，利用人工光合作用合成3-羥基丁酸，由相當於太陽光的光線驅動。24小時後，超過60%的丙酮已成功轉化為3-羥基丁酸。

"我們把注意力集中在利用火力發電廠和其他來源的廢氣產生的二氧化碳來證明人工光合作用的實際應用的重要性，"Amao教授解釋說。"在未來，我們的目標是進一步發展人工光合作用技術，使其能夠使用液體廢物中的丙酮以及實驗室的廢氣作為原料。"

他們的研究結果於2023年3月1日發表在《綠色化學》雜誌上。

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