2024年8月12日Matter报道，美国马里兰大学的科研团队通过基因编辑技术显著降低了杨树木中的木质素含量，并开发出一种无废化学处理工艺，将其转化为高性能的结构材料。具体而言，研究团队通过基因编辑将杨树的木质素含量减少了12.8%。木质素是一种复杂的有机聚合物，存在于植物细胞壁中，其减少有助于提升木材的加工性能。为了进一步提高木材性能，研究人员采用了一种环保的水浸泡和热压处理方法，成功生产出高密度木材，其抗拉强度接近于建筑机械材料铝合金6061。
该研究不仅为建筑和机械制造领域提供了高性能、低成本的替代材料，还在环境保护方面具有重要意义。通过降低木质素含量，处理过程消耗的化学品和能源显著减少，降低了生产成本和环境污染。此外，高密度木材具有优异的力学性能和耐久性，可广泛应用于建筑、交通运输和制造业，这将大幅减少对传统高能耗材料的依赖。更值得关注的是，这一技术在碳封存方面具有显著优势。木材本身便是碳的良好封存体，基因编辑和无废化学处理工艺的结合，使得木材在生长和加工过程中能够吸收并固定更多的二氧化碳，有助于实现负碳排放目标。该研究为生物经济的发展提供了新的思路，不仅能够减少温室气体排放，还能提高资源利用效率，推动可持续发展。该研究展示了基因编辑和环保处理工艺在提升材料性能和促进环境保护方面的巨大潜力，为未来在多个领域的应用奠定了基础。研究团队表示，将继续优化基因编辑技术和处理工艺，探索更多木材和植物材料的应用，进一步推动绿色材料的发展和应用。
编译整理|吴晓燕
本期编辑|刘怡伶
参考文献|Genome-edited trees for high-performance engineered wood
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