PHA是一类可以由微生物生产的生物聚酯，PHA聚合物可以达到占微生物细胞干重的96％而不影响细菌的生长和分裂。PHA具有与传统石化塑料如聚乙烯、聚丙烯等类似的材料学性质，而并且在环境中可以完全降解进入自然界生态循环，因此被认为是一种环境友好的“绿色塑料”，具有替代传统不可降解塑料的前景。PHA多种的单体结构，产生材料性能的多样性：从坚硬质脆的硬塑料到柔软的弹性体，因而比其他生物可降解材料具有更广阔的应用领域。PHA材料由于具有良好的组织相容性，可用于医用植入材料和药物缓释材料。PHA单体的立体特异性以及羟基、羧基等活性位点，使其可以作为精细化工合成品的起始原料；一些HA单体还具有特殊的生物学活性和医疗应用前景。PHA合成机制的引进可以提高微生物的适应性，增加抗逆性。近年来又不断开发出PHA作为生物燃料、蛋白纯化系统，药物特异输送系统等多种应用。PHA领域已经形成了一条包含农业、发酵、塑料、包装、生物燃料、精细化工、医药和营养的产业价值链。PHA生产成本的降低、生产和应用的规模化以及开发出更多更成熟的高附加值应用需要微生物学家，遗传学家，植物学家，化学家，高分子科学家，化学工程师，生物技术，医学科学家，政府机构和工业界等跨领域的通力合作。

陈国强研究组针对生物可降解材料PHA领域，特别是不同种类新型PHA的合成手段以及PHA用于生产各种精细化学品和生物燃料的应用等方面所进行得研究取得了一系列的科研成果。今年6月，陈国强研究员将其综合成文，在Current Opinion in Biotechnology期刊上发表了题为《Polyhydroxyalkanoates as a source of chemicals, polymers, andbiofuels》的综述。

陈国强研究组发现其单体的甲酯化产物3HBME和3HAME可以作为生物燃料，具有和乙醇相当的燃烧值，它们可以作为汽油或柴油燃料添加剂（添加范围10-30%）。研究表明3HBME作为燃料添加剂时甚至可以具有比乙醇更加优越的性能。

PHA根据其聚合方式不同，包括均聚PHA、无规共聚PHA和嵌段共聚PHA三类。目前已经被合成的均聚PHA除了最为常见的三羟基丁酸酯P(3HB)外，还包括聚三羟基丙酸酯P(3HP)、聚四羟基丁酸酯P(4HB)、聚羟基戊酸酯P(3HV)等。陈国强研究组在多年PHA科研工作的基础上，开发了一个PHA均聚材料的微生物生产平台。目前陈国强研究组已经应用该平台成功获得了聚三羟基己酸酯P(3HHx)、聚三羟基庚酸酯P(3HHp)以及辛酸含量达98%的聚三羟基辛酸-己酸共聚酯P(3HO*)。此外，陈国强研究组还成功地将P. putida KT2442改造成了一个用于生产均聚PHA的平台，利用该平台可以获得最高达92%CDW的PHA。利用该平台还首次实现了更长链的均聚PHA的合成，如聚3羟基癸酸酯P(3HD)等。

陈国强研究组还在如何通过基因工程手段对生产菌的代谢途径进行改造，实现利用简单廉价碳源获得这些非3HB前体这一目标的研究上取得了突破。他们利用在大肠杆菌突变株中表达外源琥珀酸降解途径中的相关基因，实现了利用葡萄糖获得4HB前体，从而获得P3HB4HB。这一成果大大降低了P3HB4HB的生产成本，并且引入了乳酸单体LA，形成了3HB和LA的共聚物P(3HB-co-LA)。

与无规共聚PHA相比，嵌段共聚PHA倾向于具有更好的物理性能。但由于天然存在的PHA合酶的底物特异性，嵌段共聚PHA的合成受到了一定的限制。针对之前嵌断共聚物PHB-b-PHBV产品仍然具有很高的脆性的问题，陈国强研究组对均聚PHA生产平台进行了一定的改造，在此基础上成功实现了P3HB-b-P4HB, P3HB-b-P3HHx, 以及P3HHx-b-P3HD3HDD等嵌段共聚PHA的合成。

聚羟基脂肪酸酯的单体羟基脂肪酸酯（HA）作为手性前体，可广泛用于合成很多精细化学品。目前工业界常用的、以细菌直接合成的HA多为混合物，其分离和提纯需要的成本较高。陈国强研究组开发的均聚物生产平台先合成出均聚PHA，再利用酶解或化学降解均聚物来获得单体是一个更好的选择。利用这种方法获得的单体纯度高、成本低，可以用作很多药品等手性物质的前体使用。