塑料、橡膠、油漆、藥品、化妝品、服裝……化工產品無處不在。在2023年第七屆全國化學工程與生物化工年會上,中國工程院院士、北京化工大學校長譚天偉提出,生物制造是讓工業綠色可持續發展最有希望的技術,可以重構制造業產業體系,特別是在“雙碳”背景下,綠色生物制造將改變未來。
譚天偉長期致力于工業生物技術領域研究,包括生物基化學品、生物能源和生物材料。1981年到1993年,他就讀于清華大學化工學院化學工程專業,獲得博士學位。畢業后他一直從事化學工程科研教學工作。譚天偉先后培養碩士和博士研究生150余名,發表SCI收錄論文500余篇,獲國內外發明專利40余項。
在“雙碳”背景下,譚天偉認為,生物制造已經成為利用生物技術把產品工業化的一種重要制造模式,我國的生物制造產業目前正處于技術攻堅和商業化應用開拓的關鍵階段,因此聚焦解決核心菌種和工業酶“卡脖子”問題,加快生物制造戰略性布局和前瞻性技術創新,加快從基因組到工業合成技術和裝備的突破,支撐生物基化學品、生物基材料、生物能源等重大產品的綠色生產,帶動數萬億元規模的新興生物產業,對于我國走新型工業化道路、實現經濟綠色增長和社會經濟可持續發展具有重大戰略意義。
譚天偉課題組擁有兩個研發中心、兩個中試與放大平臺和多個示范基地,承擔國家973和863項目、自然基金項目及省部級項目40余項。譚天偉院士團隊深耕生物制造領域,在CO2的轉化、尼龍單體、氨糖和肝素等研究方面處于世界領先地位。在國際上首先提出以CO2為原料生產大宗化學品的概念,打通可再生能源驅動CO2固定并生物轉化為乙醇酸,乳酸,氨基酸的途徑,以期未來從根本上緩解“碳排放”等問題,對于推動生物煉制技術的變革和綠色低碳發展具有重要意義;生物基尼龍單體方面,己二酸、己二胺的生物合成取得重大突破,代謝途徑已經打通;生物醫藥方面,氨糖是骨關節用藥主要原料,近幾年我國人口老齡化以及消費觀念的改變,使得氨糖的需求持續走高;肝素是醫藥上最廣泛的抗凝藥物,用于臨床血栓、心梗等疾病治療,目前市場上肝素依賴于豬小腸等動物組織提取。團隊構建出高效高產氨基葡萄糖和肝素前體(heparosan)的基因工程菌,兩類產品轉化率分別達到138.9g/L和5g/L,達到國際領先水平,尤其是發酵法制備肝素有望成為顛覆豬小腸提取肝素的新工藝。
“雖然化工行業目前可能還有一些不安全或者是不太綠色的地方,但是我們完全可以利用技術創新和管理創新的結合,使化工變得更加美麗。”譚天偉對未來工業生物技術的“美麗”應用信心滿滿。