运用转基因技术培养的单细胞“工程硅藻”，可把光合作用合成的有机物以脂质形式储存起来．科学家计划在海

要说硅藻泥装修墙体，总体上面来讲还是非常不错的，要知道一套房子里面面积最大的就是墙体了，墙体的装修是非常重要的，市面上目前最常用的墙体装修材料是乳胶漆，那么是怎么判断硅藻泥适合自己的家呢？

一：硅藻泥基本功能（特点）

硅藻泥行业标准明确规定了其基本功能，规定硅藻泥需要满足四点:可用性、装饰性、功能性和环境保护。

1.使用性

必须具有一定的粘结强度，因此，该材料必须添加无机胶凝物质。它具有一定的耐温湿性能，主要保证硅藻泥安装在墙上后不会因实际环境中的周期性温度和湿度变化而老化和脱落。

2.装饰性

硅藻泥的颜色主要通过添加天然无机颜料来实现，而其纹理图案可以通过各种工具和技术来制作。杆状软泥具有很强的可塑性，可以产生各种纹理效果。

3.功能性

（1）吸湿性:wa(1x10-3kg/m2)吸湿性wa≥20，持续3h；吸湿wa≥27，持续6h；12h吸湿wa≥35；24h吸湿wa≥40

（2）排放:WB(1×10-3千克/平方米)24h排放WB≥wa×70s产品含水率，△ω[(千克/立方米)/0.19平均体积含水率(千克/立方米)≥8

（3）甲醛净化量:净化性能≥80，耐久性≥60

（4）防霉:防霉性能等级0，防霉耐久性等级1

4.环保性

（1）硅藻泥本身不含甲醛和苯系物等有害物质，但添加其他物质使硅藻泥渗出后，环境保护可能不一定达到标准。

（2）标准:挥发性有机化合物含量<1g/kg；苯、甲苯、乙苯和二甲苯的总和小于50毫克/千克；游离甲醛÷5毫克/千克；可溶性重金属<10毫克/千克。

二：硅藻泥缺点

1.沾上大面积污渍很难处理

硅藻泥被污渍弄脏后，不能用水擦洗。一般建议使用橡皮擦。然而，如果你有大面积的污渍，那就很难处理。甚至橡皮也会破坏纹理图案，影响美观。

2.不适合用于厨卫

细菌泥浆具有很强的吸水性，可以用来调节室内湿度，但是吸水并不意味着防水。在大量水的作用下，杆菌性泥浆会变成泥浆，因此不适合潮湿的地方，如厨房和厕所。

3.价格比较高

硅藻泥的价格相对较高。一般来说，每平方米需要3-400元。对于工薪家庭，最好选择相对便宜的乳胶漆。

生物柴油的主要特性

众所周知，柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般由14-18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的.与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能：

1.具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性高。

2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。

3.具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。

4.具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。

5.具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。

6.具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。

7.无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。

8.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。

生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲II号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。

生物柴油的生产方法

目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温(230-250℃)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生10%左右的副产品甘油。

目前生物柴油的主要问题是成本高。据统计，生物柴油制备成本的75%是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国己开始通过基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工业废油和废煎炸油，欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。

但化学法合成生物柴油有以下缺点：工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有相应的醇回收装置，能耗高：色泽深，由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质；酯化产物难于回收，成本高；生产过程有废碱液排放。

为解决上述问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即用动物油脂和低碳醇通过脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有条件温和、醇用量小、无污染排放的优点。但目前主要问题有：对甲醇及乙醇的转化率低，一般仅为40%-60%。由于目前脂肪酶对长链脂肪醇的酯化或转酯化有效，而对短链脂肪醇(如甲醇或乙醇等)转化率低，而且短链醇对酶有一定毒性，酶的使用寿命短。副产物甘油和水难于回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化酶有毒性，使固定化酶使用寿命短。

“工程微藻”生产柴油，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室(NREL)通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室条件下可使“工程微藻”中脂质含量增加到60%以上，户外生产也可增加到40%以上。而一般自然状态下微藻的脂质含量为5%-20%。“工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的高效表达，在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。目前，正在研究选择合适的分子载体，使ACC基因在细菌、酵母和植物中充分表达，还进一步将修饰的ACC基因引入微藻中以获得更高效表达。利用“工程微藻”生产柴油具有重要经济意义和生态意义，其优越性在于：微藻生产能力高、用海水作为天然培养基可节约农业资源；比陆生植物单产油脂高出几十倍；生产的生物柴油不含硫，燃烧时不排放有毒害气体，排入环境中也可被微生物降解，不污染环境，发展富含油质的微藻或者“工程微藻”是生产生物柴油的一大趋势。

国外生物柴油的发展状况

生物柴油于1988年诞生，由德国聂尔公司发明，它是以菜籽油为原料，提炼而成的洁净燃油。突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家，尤其是资源贫乏国家的高度重视。西方国家为发展生物柴油，在行业规范和政策鼓励下采取了一系列积极措施。为了便于推广使用，美德意等国都制定了生物柴油技术标准，如美国权威机构ASTM相继在1996年和2000年发布标准，完善生物柴油的产业化条件，并且政府实行积极鼓励的方式，在生物柴油的价格上给于一定的补贴。如德国农民种植为生物柴油作原料的油菜籽可获得1000马克／公顷补贴，并对制造生物柴油予以免税。

欧洲和北美利用过剩的菜籽油和豆油为原料生产生物柴油获得推广应用。目前生物柴油主要用化学法生产，采用植物油与甲醇或乙醇在酸或碱性催化剂和230-250℃下进行酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯生物柴油。现还在研究生物酶法合成生物柴油技术。与普通柴油相比，生物柴油更有利环保，使柴油车尾气中有毒有机物排放量仅为1／10，颗粒物为20%，C02和CO排放量仅为10%。按照京都议定书，欧盟2008-2012年间要减少排放8%。就燃料对整个大气C02影响的生命循环分析看，生物柴油排放的C02比矿物柴油要少约50%。为此，欧盟最近发布了两项新的指令以推进生物燃料在汽车燃料市场上的应用，这将进一步推动欧洲生物柴油工业的发展。与常规柴油相比，生物柴油价格要贵一倍以上，为此新指令要求欧盟各国降低生物柴油税率，并对生物柴油在欧洲汽车燃料中的销售比例作出规定。

西方国家生物柴油产业发展迅速。近年来，西方国家加大生物柴油商业化投资力度，使生物柴油的投资规模增大，开工项目增多。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。目前，美国有4家生物柴油生产厂，总能力为30万吨／年。欧盟国家主要以油菜为原料，2001年生物柴油产量已超过100万吨。2000年德国的生物柴油已达45万吨，德国还于2001年月11日在海德地区投资5000万马克，兴建年产10万吨的生物柴油装置。法国有7家生物柴油生产厂，总能力为40万吨／年，使用标准是在普通柴油中掺加5%生物柴油，对生物柴油的税率为零。意大利有9个生物柴油生产厂，总能力33万吨／年，对生物柴油的税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万吨／年，税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂，总能力24万吨／年。日本生物柴油生产能力也达到40万吨／年。

我国生物柴油的发展状况

我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施，早有一些学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较晚，但发展速度很快，一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段性成果，这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。可以预计，在2-3年内，我国在该领域的研究将会有突破性进展并达到实用水平。

著名学者闵恩泽院士在《绿色化学与化工》一书中首先明确提出发展清洁燃料生物柴油的课题：原机械工业部和原中国石化总公司在上世纪80年代就拨出专款立项，由上海内燃机研究所和贵外I山地农机所承担课题，联合研究长达10年之久，并邀请中国石化科学院的专家詹永厚做了大量基础试验探索；中国农业工程研究设计院的施德路先生也曾于1985年进行了生物柴油的试验工作；辽宁省能源研究所承担的中国——欧共体合作研究项目也涉及到生物柴油；中国科技大学、河南科学陆军化学所等单位也都对生物柴油作了不同程度的研究。

系统研究始于中国科学院的“八五”重点科研项目：“燃料油植物的研究与应用技术”，完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究，建立了30公顷的小桐子栽培示范片。自20世纪90年代初开始，长沙市新技术研究所与湖南省林业科学院对能源植物和生物柴油进行了长达10年的合作研究，“八五”期间完成了光皮树油制取甲脂燃料油的工艺及其燃烧特性的研究；“九五”期间完成了国家重点科研攻关项目“植物油能源利用技术”。

1999-2002年，湖南省林业科学院承担并主持了国家林业局引进国外先进林业技术(948项目)——《能源树种绿王树及其利用技术的引进》，从南非、美国和巴西引进了能源树种绿玉树(Euphorbia tim-calli)优良无性系；研制完成了绿玉树乳汁榨取设备；进行了绿玉树乳汁成份和燃料特性的研究：绿玉树乳汁催化裂解研究有阶段性成果。

但是，与国外相比，我国在发展生物柴油方面还有相当大的差距，长期徘徊在初级研究阶段，未能形成生物柴油的产业化：政府尚未针对生物柴油提出一套扶植、优惠和鼓励的政策办法，更没有制定生物柴油统一的标准和实施产业化发展战略。因此，我国进入了WTO之后，在如何面对经济高速发展和环境保护和双重压力这种背景下，加快高效清洁的生物柴油产业化进程就显得更为迫切了。

我国生物柴油的产业化前景

2003年，受国民经济持续快速增长的拉动，中国石油市场需求增势强劲，石油产品需求总量增长幅度达到两位数，为11.4%，比上年提高了7.4个百分点，这促进了石油进口量的大幅攀升，使我国成为石油消费和进口大国。石油市场资源供应出现紧缺，价格全面上涨。据中国物流信息中心统计，2003年我国石油及制品累计平均价格比上年提高11.8%。初步分析2004年中国石油市场供需形势与2003年情况基本相似，将继续保持消费需求旺盛，供需基本平衡的格局，但不排除受季节、运输等因素影响而出现局部性和结构性的供应紧张。预计2004年中国原油消费量为2.7亿吨，净进口量有可能超过1亿吨。

我国是一个石油净进口国，石油储量又很有限，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁。因此，提高油品质量对中国来说就更有现实意义。而生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为，生物柴油对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前，汽车柴油化已成为汽车工业的一个发展方向，据专家预测，到2010年，世界柴油需求量将从38%增加到45%，而柴油的供应量严重不足，这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还可促进中国农村和经济社会发展。如发展油料植物生产生物柴油，可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路，有利于调整农业结构，增加农民收入。

柴油的供需平衡问题也将是我国未来较长时间石油市场发展的焦点问题。业内人士指出，到2005年，随着我国原由加工量的上升，汽油和煤油拥有一定数量的出口余地，而柴油的供应缺口仍然较大。预计到2010年柴油的需求量将突破1亿吨，与2005年相比，将增长24%；至2015年市场需求量将会达到1.3亿吨左右。近几年来，尽管炼化企业通过持续的技术改造，生产柴汽比不断提高，但仍不能满足消费柴汽比的要求。目前，生产柴汽比约为1.8，而市场的消费柴汽比均在2.0以上，云南、广西、贵州1等省区的消费柴汽比甚至在2.5以上。随着西部开发进程的加快，随着国民经济重大基础项目的相继启动，柴汽比的矛盾比以往更为突出。因此，开发生物柴油不仅与目前石化行业调整油品结构、提高柴汽比的方向相契合，而且意义深远。

目前我国生物柴油技术已取得重大成果：海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术，相继建成了规模超过万吨的生产厂，这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。

中国工程院有关负责人介绍，中国“十五”计划发展纲要提出发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展方向。生物柴油产业得到了国务院领导和国家计委、国家经贸委、科技部等政府部门的支持，并已列入有关国家计划。

发展生物柴油，我国有十分丰富的原料资源。我国幅员辽阔，地域跨度大，水热资源分布各异，能源植物资源种类丰富多样，主要的科有大戟科、樟科、桃金娘科、夹竹桃科、菊科、豆科、山茱萸科、大风子科和萝摩科等。目前我国生物柴油的开发利用还处于发展初期，要从总体上降低生物柴油成本，使其在我国能源结构转变中发挥更大的作用，只有向基地化和规模化方向发展，实行集约经营，形成产业化，才能走符合中国国情的生物柴油发展之路。随着改革开放的不断深入，在全球经济一体化的进程中，在中国加入WTO的大好形势下，中国的经济水平将进一步提高，对能源的需求会有增无减，只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力，形成产业化，则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用是非常广阔的。

信息来源：北京燕山石化公司研究院信息中心

参考资料：http://info.oil.hc360.com/html/001/002/003/113233.htm

“ 硅藻 ”一词对于很多人来说比较陌生。实际上，硅藻以不同的形态存在于我们生活中的各个角落，只是肉眼很难察觉。而当谈到它时，引发最多联想的就是硅藻土和硅藻泥，其实硅藻和硅藻泥是完全不同的，硅藻的应用非常广，千万别看它小（微米级），却浑身是宝。下面我们就来具体说说硅藻的“秘密”。

硅藻，是地球上种类最丰富的藻类之一，有十几万种，常见种类大约16000种。它是一类单细胞植物，大小在0.6微米～10微米之间，形态多种多样。而硅藻壳主要由微纳米结构的二氧化硅组成，其纯度在98%以上。硅藻也是一类最重要的浮游植物，分布极其广泛，只要有水的地方，一般都有它的踪迹，因其种类多、数量大，因而被称为海洋中的“草原”。

地球上有70%的氧气由浮游生物释放，浮游生物每年制造的氧气达360亿吨，占地球大气氧含量的70%以上。硅藻数量又占浮游生物数量的60%以上，假设现在地球上没有硅藻了，不出三年，地球上的氧气将耗干。

硅藻除了能制造氧气，其工业应用价值也非常高，由硅藻壳提取的 微纳米生物材料具有高强度、抗冲击、耐高温、耐老化、耐腐蚀、隔音和保温等特点，是自然界独一无二、纯度极高的生物无机材料 。硅藻壳微纳米生物材料为细微蜂窝多级多孔结构，具有很高的比表面积。

从2007年开始，乔治亚技术研究所的研究人员就开始开发一项用基因工程改造伪矮海链藻的技术，希望用其来创造一种新的硅结构。通过用基因复制的技术来研究硅藻构建复杂硅质细胞的过程，研究者最终的目的是要 找到一项在实验室中制造纳米材料的技术 。

而纵观整个领域，国内目前进行封闭式培养硅藻仅限于研究和少量生产，由于生产成本过高无法进行规模化工业生产 。 管式反应器是最常见的封闭式硅藻培养装置，其建造和运行成本高，难以用于一般低附加值的规模化养殖。

德国有企业利用管式光生物反应器培养小球藻，年产藻粉量为130-150吨，但由于生产成本问题而难以维持。国内进行开放式培养的硅藻种类主要有螺旋藻、小球藻和盐藻等少数几种，由于主要用于生产保健品及色素提取等高附加值产品，无法作为工业原料大量使用。

目前用于硅藻养殖的光生物反应器主要有两种类型：封闭式和开放式。封闭式光生物反应器主要有管式反应器及板式反应器，其主要优点是不易污染、易于控制、藻液密度高等，但是其缺点也非常显著，例如：运行费用昂贵、需要消耗大量的冷却水、不易清洗与管理等。

开放式光生物反应器，就是指开放池培养系统，具有运行费用低、无需冷却、便于管理的优点，但是其易受外来生物污染、受天气影响生产不稳定，养殖密度较低。

为了解决这些难题，兆凯生物工程研发中心的首席科学家： 国际著名水产养殖专家、美国工程院院士-王兆凯院士， 多年来致力于硅藻的开放式规模化养殖研究，其技术现已处于世界领先水平。

▲兆凯生物工程研发中心硅藻养殖基地

王兆凯院士从20世纪90年代末开始，已经建立了一个商业系统并且成功运行，在开放系统中培养硅藻-角毛藻，所生产的硅藻用于水产饲料行业，于2004 年在美国申请了相关的专利。

在此基础上，王兆凯院士带领国内研发团队对开放式反应器易受外来生物污染、产量低、生产不稳定等问题，开发了针对性技术方案，使上述问题得到有效解决， 并利用合理的设计和自主开发的硅藻开放式养殖系统技术，降低生产和维护成本，实现高密度、连续性生产，解决了封闭式光生物反应器和传统的开放式生物反应器的技术瓶颈 。

目前，应用研发中心的硅藻培养技术养殖硅藻，硅藻养殖年产量可以达到 每公顷120吨（硅藻干粉） 的水平，而陆地上的农作物年产量大多在每公顷15吨以下。

▲硅藻干粉

兆凯生物工程研发中心养殖硅藻的日产量,受日照及温度的影响,每公升水体可产干藻0.1-0.2克之间，最高日产量可达每公升0.4克。以每年300天有效工作日，反应器深度为0.3米计算, 每年 每公顷可生产干藻120吨 ，以取油量30%计算，可 生产生物油脂达3.6万公升 。

硅藻生物油脂可用生产 生物柴油 、航空燃油 等。航空煤油对热值、密度及低温性能等均有严格的要求，硅藻提取的航空燃油可以替代常规航空煤油。 硅藻航空燃油使用后可大大降低废气中的氮氧化物和碳氢化合物的排放量，而且硫化物的排放可以降低至传统航空煤油的1/60 。

兆凯生物工程研发中心的硅藻规模化生产系统的特点在于：

1、开放式硅藻藻种筛选系统化，无需传统的硅藻藻种库和扩大培养工作。

2、硅藻培养配方创新，选择性定向培育目标硅藻。

3、特有杂藻控制工艺，保证在无需对进水预处理的情况下，目标硅藻优势度达到 96%。

4、有效控制浮游生物摄食，养殖过程中不出现因敌害生物摄食引起的产量降低和藻体结团。

5、自然条件开放式培养硅藻，无需架设大棚，无需消毒水体，可在高温、强光、雨水等自然条件下，稳定生产硅藻。

6、生产成本低，可大量提供低成本硅藻原料进行深加工，就有很强的经济性竞争优势。

研发中心开发的硅藻开放式养殖技术在生产成本上也具有巨大优势，可以推广到以前因成本问题而无法应用的多个行业，如 生物能源、生物环保、生物医药、饲料添加剂、食品添加剂 等。

发展硅藻养殖及深加工产业意义重大，主要体现在以下五个方面：

1、硅藻的养殖不“与粮争地”。硅藻生产可以选择近海、滩涂、沼泽和盐碱地等无法种植农作物的土地，发展硅藻养殖业不会减少粮食种植面积，并可逐步将盐碱地改造为良田。

2、硅藻养殖属于绿色环保产业。每生产1吨硅藻，大约可吸收1.6吨的二氧化碳，并释放1吨氧气。

3、硅藻应用价值高，可提取天然多孔纳米材料，也可生产抑菌、抗肿瘤药物，在饲料、化工等行业也极具应用前景。

4、硅藻生产过程不使用除草剂、杀虫剂等有害化学品，无不良环境影响。

5、硅藻大约含有1/3硅藻壳、1/3植物蛋白和1/3油脂，三者均具有很高应用价值，而且硅藻是优质的植物蛋白和油脂来源。

总之，硅藻的开发应用将是一个极其庞大的生态产业系统，它将是材料领域的一场革命，不仅可满足我国各种高、精、尖材料的需要，而且将在工业、农业、国防、医药、粮食和能源安全等方面发挥巨大作用。

硅藻泥上墙前是需要用腻子打底，而腻子的缺点就是用硅藻泥作装修的缺点了。