省科學(xué)院生物工程所生態(tài)環(huán)境材料團隊致力于生物基低值材料的高值化利用研究，創(chuàng)新性的提出生物基智能材料的制備工藝與技術(shù)，并將該纖維素基環(huán)境友好智能材料成功應(yīng)用于解決環(huán)境污染等問題,這將為粵港澳大灣區(qū)的綠色發(fā)展和美麗中國建設(shè)提供相關(guān)技術(shù)支撐。

　　纖維素基響應(yīng)材料因其來源廣泛（可來源于農(nóng)業(yè)廢棄物，如甘蔗渣、麥稈、秸稈、玉米稈等；食品加工廢棄物，如花生殼，椰子殼等；經(jīng)濟作物，如棉、木材、竹子等）、環(huán)境友好、靈敏、響應(yīng)性好的特點而得到了廣泛的關(guān)注。目前，對環(huán)境刺激具有響應(yīng)性的智能材料已在藥物緩釋、靶向送藥等領(lǐng)域有廣泛的研究。我團隊與加拿大新布倫瑞克大學(xué)（University of New Brunswick）肖惠寧教授發(fā)表論文，闡述了一種新型的纖維素基智能材料，該纖維素基智能材料具備良好的物理多孔結(jié)構(gòu)，其孔道分布較均勻，同時存在大量獨立的纖維，從而對水中污染物有很好的去除能力（如圖1所示），所形成的智能材料結(jié)構(gòu)如圖2所示。經(jīng)模擬，該材料對Pb2+的吸附容量大于170mg/g，高于同類型吸附劑，并可實現(xiàn)循環(huán)利用。該研究還提出了纖維素環(huán)境水處理吸附劑制備的新思路，通過智能材料在纖維素基體上的應(yīng)用，構(gòu)建智能、多孔性及大吸附容量的吸附劑。通過改變pH值和溫度可以有效地改變纖維材料吸附/解吸行為，從而實現(xiàn)對污染物的吸附和離子交換過程可控。從分子設(shè)計出發(fā)構(gòu)建的纖維材料兼具環(huán)保與性能優(yōu)異等特點，是值得推廣的先進性材料。

　　相關(guān)研究成果Dual responsive copolymers-grafted microfibrillated cellulose composites for removing lead ions from aqueous solution發(fā)表于《Journal of Cleaner Production》258卷 (中科院1區(qū), IF: 7.24)，李圓博士為第一作者，陳駿佳教授和肖慧寧教授為本文通訊作者。該工作得到了廣東省科學(xué)院博士引進專項資金項目的支持。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120867

　　圖1. 纖維素基智能材料的表面及截面形貌

　　圖2. 半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖及吸附機理

　　（省科學(xué)院生物工程所 李圓/供稿）