今年以来，我国明确了“双碳”目标，要努力争取2060年前实现碳中和，而想要尽快实现碳达峰到碳中和的过渡，利用现代先进生物技术、加快研发符合绿色发展的新材料是非常有必要的。在这样的情况下，工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》中提到要着重推广有利于环保事业发展的绿色低碳材料，并将多种生物基材料纳入了原材料重点任务，受到了许多关注。而如今，生物基产品已经逐渐出现在大众视野中，甚至受到了不少奢侈品牌的青睐。

在今年10月，香奈儿宣布与Sulpac合作开发生物基瓶盖Les Eaux de Chanel（香奈儿之水）诞生，每个瓶盖由91%的生物基材料制成；在今年11月，以玉米制成的路易威登 (Louis Vuitton) 新款 Charlie 运动鞋首次亮相，其中就含有50%生物基及可回收材料；梅赛德斯-奔驰的Biome概念车也加入了大量生物基材料的应用，将其作为其车门内衬。生物基这个大家相当陌生的材料究竟有什么来头，受到了国家和奢侈品牌的青睐？让我们来简单了解一下。

生物基材料实际上并不是某种头特殊的材料，而是指利用可再生生物质为原料，包括农作物、其他植物，谷物、豆科、秸秆、竹木粉等，通过生物、化学以及物理等方法制造的新材料。而生物基材料最大的特点无疑是具有良好的生物降解特性，足够绿色环保，可以有效达到节能减排的目标。在此基础上，生物基材料应用的范围非常广泛，可以应用于航空航天、汽车制造、奢侈品、医疗器材以及食品工业等领域，满足多种需求，所以我们能看到生物基产品的种类与数量在逐年递增。

在全球都在追求环保的大背景下，生物基材料已经被视为了实现碳中和的关键以及可持续发展的必经之路。生物基材料作为一种前沿技术产物，相对于传统的石油基产品，减少了高温、高压等多个合成步骤，不会产生大量不可降解的废物，有效减少了生产过程中的碳排放，对于环境无疑是非常友好的。而对环境友好的基础上，生物基材料与生物基产品的应用也日渐广泛，未来十年中还会快速发展，可以预见的是全球将面临万亿美元的生物基与降解市场发展空间，生物基材料的发展对于企业、国家、乃至全人类都非常重要。

那么，生产生物质新材料，都有哪些新技术呢？今天，就让我们一起来探索秸秆的逆袭之路。

1、秸秆生物反应堆技术增收探秘

秸秆生物反应堆技术是个啥？“说白了就是把秸秆、绿化垃圾和海藻等海洋垃圾按一定比例混合，再和适量生物菌剂一起埋到土里，经过2个月发酵，反应堆里的有益微生物就能增加土壤的有机肥质，有助于胡萝卜生长。”蒲兰村党支部书记吴江涛说，“反应堆不仅能增加土壤有机肥质，还能释放大量二氧化碳促进植物光合作用，使胡萝卜产量提高30%至50%。更重要的是，有了这技术，不用化肥和农药，胡萝卜品质也提升了。”

“书记的话不假，12亩的胡萝卜，原来一茬总产量2500公斤，现在是5500公斤；原来胡萝卜批发价1元/公斤，现在有机胡萝卜10元/公斤。一茬比原来多挣5万多元。”祖永明说，村里胡萝卜种植是一年两茬，第一茬是2月到5月，第二茬是8月到11月，农闲的4个月正好是秸秆生物反应堆发酵的时间，“我觉得这新技术就是给我们村胡萝卜量身定制的。”

拨亮一盏灯，照亮一大片。蒲兰村秸秆有机免疫胡萝卜种植基地产生了很好的示范带动作用。“比起播种时看热闹的人，现在排队取经的少说也有100来人。”祖永明说。

新技术的引进源于镇里的引导。今年以来，北戴河区牛头崖镇提出“技术助农、生态发展”理念，把科技助推低碳发展作为主攻方向，大力发展特色农业产业。该镇通过和区农业农村局对接，让秸秆生物反应堆技术在蒲兰村落地生根。

如今，蒲兰村的胡萝卜“颜值”高了，口感好了，成了消费者的“新宠”，吴江涛正积极组织注册商标，打造品牌优势。

2、秸秆变地膜，也可变的比钢铁硬？

要想收成好，地膜是个宝。然而，随着地膜使用范围扩大，也给农村地区带来了“白色污染”。如何解决这一问题？在山西生物质新材料研究院里，研发工程师正在把秸秆等农林废弃物进行生物炼制，从而生产出优质、安全并可降解的生物地膜，真正实现变废为宝。

这种生物塑料只需要6-9个月就可以完全降解，有效解决传统石化塑料带来的白色污染，可应用于一次性餐具、塑料制品、农用地膜等。

取之于地，用之于地。废弃秸秆的华丽变身，就是生物新材料的神奇之处。然而，神奇还远不止于此。

生物树脂

利用生物炼制方法，从秸秆中提取酶解木质素，经过新材料转化技术，还可以得到生物树脂。这种生物树脂韧性强，可与碳纤维结合形成碳纤维复合材料，这种碳纤维复合材料的硬度是钢铁的4到5倍，重量却只有钢铁的五分之一。解决了目前市面上常用的环氧树脂韧性差的“卡脖子”技术问题。

3、秸秆回收有难度，基因编辑显身手

中国是农业大国，秸秆资源的开发利用，既涉及到农业生产系统中的物质转化和能量循环，成为循环农业和低碳经济的重要实现途径，是农业农村社会经济可持续发展的必然要求，也是全球环境保护发展的必然趋势。

基因编辑技术是近年来发展起来的一种能够定向改造生物基因组DNA的工具，其中应用最为广泛的是CRISPR/Cas9系统，它对DNA中碱基序列的改造，比如插入、删除替换碱基或一段碱基序列，使基因编码的氨基酸发生变化，从而实现相关基因功能的丧失或改变。

面对这些常规方法难以解决的问题，华南农业大学吴蔼民教授团队采用CRISPR/CAS9基因编辑技术，对水稻UXE（UDP-木糖差向异构酶）和XAT（木聚糖阿拉伯糖基转移酶）部分基因进行敲除，获得了三个部分敲除UXE和XAT基因的双突变体，结果发现突变体中木聚糖中侧链阿拉伯糖含量大大降低，纤维素结晶度降低，使得细胞壁结构松动，增加了纤维素酶的可及性，从而使得细胞壁都更易被处理破坏。这项研究通过基因改造降低了秸秆处理的难度，为秸秆回收处理增加了更多的可能性。

本文来源：河北日报，科普中国，山西经济与科技频道，科技客评