新华社北京5月18日消息,中国科研团队近日在美国《科学》杂志在线发表论文说,他们发现了两种可有效阻断新冠病毒感染的人源单克隆抗体,有望用于抗新冠药物和疫苗的研发。中国首都医科大学、中国科学院微生物研究所、中国科学院天津工业生物技术研究所、深圳市第三人民医院等多家单位参与这项研究。研究人员从一名新冠康复患者的外周血单核细胞中分离出4种人源单克隆抗体。实验显示,这4种抗体对新型冠状病毒均有中和能力。其中,分别被称为B38和H4的两种抗体能够阻断新冠病毒刺突蛋白的受体结合域与其受体“血管紧张素转化酶2(ACE2)”的结合。研究人员介绍,最新研究表明,筛选到的两种抗体具有进一步被开发成治疗新冠病毒感染药物的潜力,并为疫苗设计提供了基础。目前两个抗体已在相关公司进行产品转化,未来有望用于新冠患者临床治疗。对抗疫情肆虐,需要全人类的共识和科技的力量。应对环境危机,又何尝不是如此。2020年1月19日,国家发展改革委、生态环境部今日公布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》(以下简称《意见》)。《意见》指出,塑料在生产生活中应用广泛,是重要的基础材料。不规范的生产、使用塑料制品和回收处置塑料废弃物,会造成能源资源浪费和环境污染,加大资源环境压力。《意见》明确:2020年,将率先在部分地区、部分领域禁止、限制部分塑料制品的生产、销售和使用。到2022年,一次性塑料制品消费量明显减少,替代产品得到推广,塑料废弃物资源化能源化利用比例大幅提升;在塑料污染问题突出领域和电商、快递、外卖等新兴领域,形成一批可复制、可推广的塑料减量和绿色物流模式。到2025年,塑料制品生产、流通、消费和回收处置等环节的管理制度基本建立,多元共治体系基本形成,替代产品开发应用水平进一步提升,重点城市塑料垃圾填埋量大幅降低,塑料污染得到有效控制。正如国家发展改革委负责人就《关于进一步加强塑料污染治理的意见》答记者问时所指出的那样,要着力增加绿色塑料产品的供给。在传统塑料制品方面,要通过开展绿色设计,提升产品的回收和再利用性能;通过严格执行相关法律法规,要求企业生产对人体、环境无害的塑料制品;增加使用符合质量控制标准和用途管制要求的再生塑料。在新型替代材料方面,要加大可降解材料等技术研发和应用,开展关键核心技术攻关和成果转化,提升产品性能,降低应用成本;完善可降解塑料相关标准,保障降解产物安全可控,推动行业有序发展。在食品包装行业,石油基的标准PET塑料制品,将是下一步需要绿色化的产品。接下来我们一起盘点一下PET替代品的进展情况。PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称,是一种热塑性树脂,主要由对苯二甲酸(TPA)与乙二醇(MEG)反应合成,副产品为水。传统上,最初单体是通过石油精炼获得的。用这种方法合成的材料,就是通常所说的标准PET。1.BIO-PET:一种特殊的PET,部分单体源自可再生资源,2.PEF和PTF:来自可再生资源的其他不可生物降解的聚合物,这三类替代品的最新进展如何?各自有什么特点呢?以下我们将为你一一细说。
替代品1:可再生资源中的PET单体(BIO-PET)这种方法的基本思想是使用非石油基原料来提取两种PET基础组分中的至少一种。市场上已经有一些解决方案,例如,一些生物基PET树脂,其中的乙二醇(MEG)单体是由农产品生产的,包括糖蜜、玉米和甘蔗渣(甘蔗榨汁后的干余物)。另一方面,迄今为止仍没有低成本的工业生产方法,从可再生资源中提取瓶级生物基对苯二甲酸(BIO-TPA),但是,有关该主题的研究已经有很多。其中大多数针对对二甲苯(pX),即对苯二甲酸的石化前体。东丽工业公司已在该领域取得了部分成功,它在2012年推出了全生物基对苯二甲酸(TPA)的BIO-PET(虽然其所生产的聚合物仅适用于纺织领域)。
不同种类塑料的降解时间不同,一个塑料瓶完全降解的平均时间至少为450年。日本群马大学(Gumma University JAPAN)分子科学系的工作代表了另一种方法,该技术开发了一种全新的工艺,可从糠醛(一种从不能食用的纤维素生物质中生产的有机化合物)中获得生物基对苯二甲酸(TPA)。回到目前的市场状况,食品级BIO-PET唯一的商业解决方案,是用生物基乙二醇(MEG)代替传统的石油基乙二醇(MEG)。市场上已有的这类瓶装水品牌,有日本“ Suntory Tennensui”矿泉水、意大利“ Levissima”矿泉水和可口可乐的高档水品牌“Valpré”。
优点:这些瓶子,广口瓶或托盘具有与传统原生PET相同的光学和物理特性,同时其不可再生资源的使用量减少了约30%。此外,这些容器在标准PET流中仍可完全回收。缺点:与标准PET一样,由于BIO-PET不能生物降解,如果容器不能适当回收,对环境的影响很大。此外,只有在基于生物基的TPA在市场上广泛应用时,这种解决方案才会真正成为绿色替代方案。替代品2:来自可再生资源(PEF和PTF)的其他不可生物降解的聚合物PET具有许多非常有用的特性:轻巧,透明,便宜且易于回收。但是,对食品包装工业来说,它也有一些缺点,主要是对气体渗透的阻隔性差。实际上,透过容器壁的氧气渗透和二氧化碳泄漏,意味着食品的保质期的缩短。氧气的渗透加快了各种食品的氧化反应,例如啤酒,牛奶,果汁和几乎所有的固体食品。二氧化碳的损失会影响碳酸软饮料的口感,而碳酸软饮料业正是PET行业最大的市场。正是由于这个原因,一些化学品公司一直在寻找标准PET的替代品,这种替代品除了对环境更友好外,还可以确保更好的气体阻隔性。
当前,有两种这样的聚合物正在研发中:呋喃甲酸乙烯酯(PEF)和聚三亚甲基呋喃二甲酸酯(PTF)。除了拗口的化学名称外,重点还在于它们都是呋喃聚合物,都可以100%从可再生资源中获得。呋喃甲酸乙烯酯(PEF)是一种与PET类似的大分子,其中对苯二甲酸被另一种名为2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的单体取代,2,5-呋喃二羧酸(FDCA)是一种糖衍生分子。呋喃甲酸乙烯酯(PEF)可以提高包装业的可持续性,因为它在反应中使用了生物基的乙二醇(BIO-MEG),这种聚合物是100%基于生物的。此外,2,5-呋喃二羧酸(FDCA)与对苯二甲酸(TPA)非常相似,可直接用于现有的PET聚合物工厂,这使得该项技术很容易工业化。目前,生产2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的两个主要公司是总部位于荷兰的Corbion公司和Synvina公司。
尽管呋喃甲酸乙烯酯(PEF)是一种令人感兴趣的材料,但与2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的生产和操作有关的一些问题(例如,它在普通有机溶剂中的溶解性差,或在高于180°C的温度下易分解)导致一些化学公司不得不寻找其它替代品。其中,杜邦(DuPont)公司开发的另一种最重要的聚合物是聚三亚甲基呋喃二甲酸酯(PTF)。这种聚合物是由呋喃二羧酸甲酯(FDME)、果糖衍生化合物和1,3-丙二醇(Bio-PDO)反应得到的。后者是杜邦获得专利的另一种生物基分子,目前已被Sorona品牌用于生产户外夹克。
除了这两种聚合物的可持续性,因为它们是从可再生资源中获得的,市场的关注点是:PEF和PTF均有望在阻隔性能方面表现出色。与标准PET相比,PEF的氧渗透性降低了11倍,二氧化碳渗透性降低了19倍。此外,杜邦宣称,PTF对O2和CO2的阻隔效率是PET的8至15倍。下表中的数字显示了PET,PEF相对于标准PET的阻隔性能。
现有数据表明,在食品包装行业,呋喃甲酸乙烯酯(PEF)和聚三亚甲基呋喃二甲酸酯(PTF)都是PET的良好替代品,但我们还得耐心等几年。因为2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的生产目前尚处于可行性研究阶段,预计首次工业规模生产将不会早于2024年。就聚三亚甲基呋喃二甲酸酯(PTF)而言,杜邦公司已经领先一步,2018年4月,杜邦公司在美国伊利诺斯州迪凯特市开设了世界上第一家生物基呋喃二羧酸甲酯(FDME)试验性生产工厂。
据估计,全球每年约使用4万亿个塑料袋,其中,只有1%的塑料袋被回收再利用。优点:呋喃甲酸乙烯酯(PEF)和聚三亚甲基呋喃二甲酸酯(PTF)均可使用100%可再生资源生产。它们可回收利用,外观上与标准PET相似,但具有更好的机械和阻气性能。呋喃甲酸乙烯酯(PEF)生产应整合到现有的PET聚合生产线中,而PTF已在工业生产的道路上迈出了一步。缺点:这些材料目前还没有上市,工业化的时间也不确定。此外,它们很可能不能在标准的PET流中回收,这可能是采用它们的一大障碍。最后,科学界有些担心,已发现某些化合物从容器壁迁移到食品中的问题。关于PET的第三种选择的讨论,有助于我们打开一个全新的世界。在食品包装领域,有关该主题的大量试验和新闻发布正在出现。本文仅讨论已经或几乎可以在食品领域市场可用的解决方案。
目前用于食品包装的最常见的生物降解聚合物是聚乳酸(PLA),它是一种从玉米淀粉、木薯或甘蔗等可再生资源中提取的热塑性聚酯。聚乳酸(PLA)目前已获得广泛应用(刚性容器,袋子,广口瓶,薄膜等),有些聚乳酸(PLA)的产品已经上市了。例如,意大利水品牌供应商桑特安娜(Sant'anna)公司的”Bio Bottle”已经上市10年了,而法国Lys Packaging公司最近推出了“Veganbottle”。
法国公司LysPackaging最近推出的“Veganbottle”聚乳酸(PLA)似乎可以解决与塑料市场相关的所有环境挑战,但事实并非如此。实际上,聚乳酸(PLA)仅在特定的温度和湿度条件下才可生物降解(在50-60°C和高湿度下约45-60天)。这意味着您不能简单地将瓶子扔入海中或留在树林中,让其自然分解:把它丢弃在自然环境,意味着需要很多年才能完全生物降解。第二个坏消息是,把聚乳酸(PLA)混入普通的塑料回收流中,会严重污染PET的回收过程。解决方案将是建立一个完全专用于聚乳酸(PLA)的全新收集和分拣流程,并附带所有相关的管理和运营成本。不幸的是,聚乳酸(PLA)的市场还不够大,不足以证明这种投资是合理的。现在市场上出现的最有意思的聚乳酸(PLA)替代品是聚羟基链烷酸酯(PHA)。该首字母缩写词是指一类天然且可生物降解的聚合物,它们不仅可以在工业堆肥设备中分解,也可以在土壤,淡水和海水中分解。聚羟基链烷酸酯(PHA)是使用全新技术生产的,实际上它们是某些特定细菌消化纤维素材料后的副产物。简而言之:您只需用农业废料喂养细菌,它们就会排出聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物。是不是很有趣?
用聚羟基链烷酸酯(PHA)制成的瓶子和罐子看起来很不透明,机械性能可能会很差。在任何情况下,只要不丢弃,该材料将保持完整,但是,即使是这样,它将在2个月内在土壤或水中崩解。最大的聚羟基链烷酸酯(PHA)生产商之一是美国的Danimer Scientific公司,该公司最近与雀巢(Nestlè)签署了全球合作伙伴关系,以开发可生物降解的聚羟基链烷酸酯(PHA)瓶。
优点:PLA和PHA均来自天然和可再生原料。它们可以在工业生物降解工厂(PLA)甚至在土壤或水中(PHA)分解。市用包装上已采用PLA。缺点:PLA在自然环境条件下不易生物降解。PHA瓶并不完全透明,仍在开发中。容器的机械和气体阻隔性能有待验证。从5月18日起,2020高考正式进入倒计时50天。因为新冠疫情的影响,2020年的高考注定会成为一场特殊的高考,也注定会成为莘莘学子们无法忘怀的一场人生大考。愿所有的努力都不被辜负,愿拼搏的青春不留下遗憾!为青春,为梦想,为更好的自己,加油吧!高考神兽们。过去几十年中,PET为包装行业带来了一场革命。但是,要克服化石资源日益减少的现代环境问题,以及与塑料废物长期存在相关的环境挑战,就需要新的解决方案。从某种意义上说,这也是包装绿色化也是一场另类的“高考”,需要利益相关方全力以赴,精心准备,才能收获全社会颁发的“PASS”。