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武漢科研人員變花粉為環保吸附材料與生物塑料

記者11日從武漢大學獲悉,該校資源與環境科學學院教授鄧紅兵帶領團隊利用花粉,不僅制備出可捕捉微納米塑料顆粒的海綿狀材料,而且制作出可降解、可循環的生物塑料。

從污染治理到源頭替代,該系列研究成果給出塑料污染的可持續閉環解決方案,于近期相繼發表于國際期刊《先進功能材料》與《科學進展》。

鄧紅兵介紹,全球每年農業活動中會產生數百萬噸廢棄生物質資源,其中花粉顆粒來源廣泛,廉價易得。然而,花粉因外壁堅硬,結構惰性強,長期被視為難以利用的“邊角料”。

鄧紅兵帶領團隊在持續開展微塑料去除研究過程中,發現魷魚甲殼素等對微納米塑料具有較強捕集能力。在此基礎上,團隊利用魷魚骨提取的β-甲殼素作為柔性骨架,嵌入花粉顆粒,制備出可吸附納米塑料的海綿狀材料。

 

“花粉表面自帶微納米級紋理圖案,在與甲殼素協同作用下,可通過疏水相互作用、靜電作用及物理截留等機制,捕捉微納米塑料顆粒。”鄧紅兵說。

實驗發現,花粉-甲殼素海綿狀材料對不同粒徑、表面電荷和類型的微塑料均具有廣譜適應性,對藥物、內分泌干擾物、油類等疏水性污染物展現出良好吸附兼容性,具備在水體凈化、工業廢水處理、環境修復等方面的應用潛力。

更進一步,團隊探索了花粉顆粒的結構可塑性與組裝潛力,用堿水將花粉煮至軟化,而后與棉花纖維混在一起,鋪平晾干,得到一種純天然的生物塑料。

“這里主要是利用了花粉顆粒特殊的形狀。”論文共同通訊作者、武漢大學資源與環境科學學院副教授趙澤介紹,花粉是一種非常細小的天然顆粒,與細長的棉花纖維混合后,顆粒和纖維間的形狀差異,會像磚頭和水泥、或泥漿和稻草那樣牢牢連接,形成結實又有韌性的生物塑料。

趙澤介紹,這種生物塑料制作過程簡單、環保,使用后可通過水處理實現循環再生,廢棄后半年內還能被微生物完全降解,且不會產生微塑料,有望替代傳統塑料,助力減少塑料污染。(完)

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