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超強吸附還能生物降解這塊變廢為寶的海綿不一般

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月08日 12:31

這塊看似普通的海綿，其實并不普通，它是由武漢大學和華中科技大學團隊研發(fā)出來的新型全生物質(zhì)纖維海綿。特別之處在于，它是由來自海洋的烏賊骨的甲殼素和來自陸地上棉花中的纖維素，構(gòu)建而成，由于具有獨特的多級纖維結(jié)構(gòu)，它具備了高效捕捉水中微塑料顆粒的能力。

普適性強高效捕捉微塑料

隨著全球塑料產(chǎn)量的激增，塑料污染成為當今最嚴峻的環(huán)境挑戰(zhàn)之一。其中，直徑小于5毫米的微塑料顆粒，不僅廣泛存在于海洋、河流和湖泊，還悄悄滲透到了土壤、空氣乃至我們的食物鏈中，對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成隱秘而深遠的威脅。近日，武漢大學和華中科技大學團隊研發(fā)出了一種可重復使用，并可生物降解的新型全生物質(zhì)纖維海綿，為清除水中微塑料提供了新策略。

武漢大學資源與環(huán)境科學學院博士后吳洋：我們通過在灌溉水、湖水、海水、死水等四種實際水體里面的測試，發(fā)現(xiàn)我們的材料都可以有很好的普適性。第一次使用的時候?qū)ξ⑺芰嫌懈哌_99.8%的去除效率，五次循環(huán)后還可以保持95%以上的去除率。

以廢治廢小龍蝦殼有大用處

據(jù)介紹，科研團隊開展用生物質(zhì)新材料去除微塑料的研究已經(jīng)近6年了。在研發(fā)初期，科研團隊的選材目標，鎖定的是餐桌上的小龍蝦。

武漢大學資源與環(huán)境科學學院教授鄧紅兵：這是以廢治廢的概念。像湖北每年的小龍蝦的產(chǎn)量有一百二三十萬噸，大部分都是剝成蝦仁出口，剩下的殼子甚至有近百萬噸。所以我們課題組長期關注這種廢棄的生物質(zhì)，包括蝦蟹殼，對廢棄物資源這個循環(huán)利用來講的話，意義就非常重大。

科研團隊將廢棄的小龍蝦殼進行簡單酸堿處理，去除掉龍蝦殼里的大部分鈣質(zhì)和蛋白質(zhì)，制備成多孔小龍蝦殼，再將這種小龍蝦殼用網(wǎng)兜裝起來投入水體中，就可以高效吸附水中的微塑料。這一成果發(fā)表在國際期刊《美國化學會·納米》上，引起廣泛關注。

武漢大學資源與環(huán)境科學學院教授鄧紅兵：我們把小龍蝦殼里面的甲殼素提取拿出來后，發(fā)現(xiàn)它對微塑料的吸附能力更強。然后再把棉花，包括一些其他的生物質(zhì)跟它復合起來，材料做完后，我們發(fā)現(xiàn)它對這個微塑料的吸附性能更好。

烏賊骨+棉花纖維素，構(gòu)建更環(huán)保產(chǎn)品

除了小龍蝦殼，其他生物的甲殼素的效果會不會更好？科研團隊經(jīng)過反復試驗，最終鎖定了烏賊骨，再加上棉花的纖維素，構(gòu)建出了最終的新型全生物質(zhì)纖維海綿。

實驗證明，這種全生物質(zhì)纖維海綿不僅是高效的微塑料吸附劑，還能被完全生物降解，不會對環(huán)境造成二次污染。這不僅解決了傳統(tǒng)過濾材料難以處理的問題，也為未來的水處理技術(shù)和環(huán)境保護探索了新的路徑。

武漢大學資源與環(huán)境科學學院博士后吳洋：我們的研究發(fā)現(xiàn)，烏賊骨甲殼素結(jié)晶形態(tài)與龍蝦殼甲殼素不同，具有更高的反應活性，更容易被制成海綿，可以吸附更多微塑料。我國烏賊捕撈量巨大，被當作廢棄物的大量的烏賊骨可以作為提取甲殼素的原料，制作效率更高的全生物微塑料吸附海綿。