7年7篇NS正刊 - CSU 陈优贤教授团队 Science: 一种兼具高性能、高回收率与规模化潜力的新型PHA材料 （第一作者周立 - 上海有机所）

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是替代传统难降解塑料的理想生物基材料，但传统PHA因热稳定性差、回收效率低等问题限制其大规模应用。美国科罗拉多州立大学陈优贤教授团队提出β-烷叉基功能化策略，开发了新型PHA材料（i-PHA）。该材料内酯单体可由生物质异丁酸通过工业方法合成，其烷叉基结构有效抑制解聚过程中的脱羧副反应，实现高达93%的单体回收率。通过调控加氢反应，材料性能可从高强度纤维、高韧性热塑性塑料到超强胶环氧树脂广泛调节。研究验证了500克级单体合成与110克级聚合，材料热分解温度达354℃，具备良好加工稳定性。技术经济分析显示，在年产3万吨规模下，最低售价约4.43美元/kg。该研究从分子层面解决了传统PHA的行业痛点，实现了高效合成、性能调控与闭环化学回收的统一，为循环生物基塑料提供可规模化平台技术。