極目新聞?dòng)浾?柯稱

通訊員 吳江龍 武柳青

小龍蝦能“治”微塑料？武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院鄧紅兵教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年研究，吃掉約600斤小龍蝦后發(fā)現(xiàn)，不僅能治，效果還挺好。而且，他們研究出的方法簡(jiǎn)單可行，市場(chǎng)推廣前景廣闊。

從今年5月至11月，鄧紅兵團(tuán)隊(duì)有關(guān)小龍蝦和微塑料治理方面的研究成果，連續(xù)3次登上國(guó)際權(quán)威期刊。

鄧紅兵教授（中）和團(tuán)隊(duì)成員

為做研究狂吃小龍蝦

微塑料一般指直徑小于5毫米的塑料顆粒，它因?yàn)槿祟惢顒?dòng)而廣泛散布于自然環(huán)境中，又容易通過(guò)食物鏈威脅人類健康。

治理微塑料污染已成為國(guó)際共識(shí)，但亞微/納米級(jí)的微塑料極難被現(xiàn)有污水處理手段有效攔截，于是，研究材料的鄧紅兵團(tuán)隊(duì)，希望找到能高效去除微塑料的新型環(huán)境友好材料。

早在小龍蝦成為網(wǎng)紅食品前，鄧紅兵就開(kāi)始和小龍蝦殼、甲殼素打交道，至今近20年。他曾帶領(lǐng)武漢大學(xué)“生物質(zhì)資源綠色高效轉(zhuǎn)化與高值化研發(fā)科技創(chuàng)新”團(tuán)隊(duì)，就蝦殼的潛在價(jià)值與應(yīng)用開(kāi)展了一系列研究，開(kāi)發(fā)出基于蝦殼素制成的保健品、洗護(hù)用品、化妝品和醫(yī)療用品等。近年來(lái)，他們將目標(biāo)鎖定在蝦殼素對(duì)微塑料的捕獲性能上。

粉末狀的就是甲殼素（網(wǎng)絡(luò)資料圖）

“一只小龍蝦能吃的肉只占兩成，大部分殼以往都浪費(fèi)了?！?2月4日，鄧紅兵介紹，將蝦殼用機(jī)器破碎后，先后使用酸堿去除鈣質(zhì)與蛋白質(zhì)，沖洗至pH中性，便得到了甲殼素。這種粉末狀天然物質(zhì)，被證明能夠有效捕獲微塑料，而且不會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生二次污染。

那么怎么使用它治污？鄧紅兵說(shuō)，也很簡(jiǎn)單。他的團(tuán)隊(duì)采用自上而下的“多級(jí)結(jié)構(gòu)暴露”策略，將廢棄小龍蝦殼通過(guò)兩步簡(jiǎn)單酸堿處理，制備成天然纖維束骨架和捕獲位點(diǎn)雙重暴露的三維多孔小龍蝦殼，將這種小龍蝦殼用網(wǎng)兜裝起來(lái)投入水體中，就可以吸附水中的微塑料。

蝦殼處理前后的對(duì)比

而且它還不是一次性的。團(tuán)隊(duì)還研究出方法，對(duì)使用后的小龍蝦殼中的微塑料進(jìn)行“沖洗”，實(shí)現(xiàn)了小龍蝦殼可持續(xù)應(yīng)用，真正做到“以廢治廢”的綠色循環(huán)。這一成果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)納米》（ACS Nano）上，劉方恬博士和博士后吳洋為論文共同第一作者，鄧紅兵教授和陳朝吉教授為共同通訊作者。

團(tuán)隊(duì)用于實(shí)驗(yàn)的小龍蝦

有意思的是，為了獲取這項(xiàng)研究所需的小龍蝦殼，鄧紅兵團(tuán)隊(duì)曾2天吃掉200斤小龍蝦。“根本吃不完，除了我們團(tuán)隊(duì)，還邀請(qǐng)了學(xué)院其他團(tuán)隊(duì)一起來(lái)吃?！编嚰t兵笑著說(shuō)，加上前期研究，他和學(xué)生這兩年大概在學(xué)校吃掉了600斤小龍蝦。

“變廢為寶”前景廣闊

用小龍蝦殼簡(jiǎn)單有效，其他甲殼素會(huì)不會(huì)效果更好？鄧紅兵團(tuán)隊(duì)接著做了更多實(shí)驗(yàn)。

他們利用“氫鍵誘導(dǎo)重排”和“多級(jí)結(jié)構(gòu)暴露”雙策略，將蝦殼素和魷魚(yú)骨、烏賊骨的甲殼素（α-和β-甲殼素）的兩種原生氫鍵網(wǎng)絡(luò)打斷重排，形成一種多級(jí)纖維框架海綿材料。實(shí)驗(yàn)證明，這種材料對(duì)100nm聚苯乙烯微球的吸附容量高達(dá)411.14mg/g，是已報(bào)道的其他甲殼素/殼聚糖類吸附材料的3-48倍。相關(guān)成果發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials）上，博士后吳洋和動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院葉成濠博士為論文共同第一作者，鄧紅兵教授和陳朝吉教授為共同通訊作者。

“這種多孔材料制備方式簡(jiǎn)單、無(wú)需使用任何交聯(lián)劑、可完全被降解，所以也是非常環(huán)保的材料?！编嚰t兵說(shuō)。

烏賊骨來(lái)源的甲殼素和棉花制備的纖維海綿

接著，團(tuán)隊(duì)又進(jìn)一步針對(duì)復(fù)雜水體環(huán)境中的微塑料去除，提出了基于高生物安全性的生物質(zhì)多級(jí)纖維捕集材料“作用力動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換”新方式，利用魷魚(yú)骨/烏賊骨來(lái)源的甲殼素納米纖維網(wǎng)絡(luò)和棉花來(lái)源的纖維素微纖維氫鍵自組裝，構(gòu)建了吸附位點(diǎn)激活且可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境因素的全生物質(zhì)多級(jí)纖維框架，且該材料表現(xiàn)出對(duì)聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯均表現(xiàn)出良好的吸附能力。相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上，博士后吳洋為論文第一作者，鄧紅兵教授和華中科技大學(xué)周雪教授為共同通訊作者。

鄧紅兵透露，這些新材料可以通過(guò)多種形式投入到水體微塑料治理中，目前已經(jīng)有多家企業(yè)找上門(mén)來(lái)接洽合作，“我們自己用它制作了凈水器濾芯，效果非常好，不光是微塑料，對(duì)重金屬、微生物都有很好的過(guò)濾效果?！?/p>

鄧紅兵曾在一家廠房里看到大量廢棄的蝦殼

小龍蝦是湖北省的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，2023年，湖北省的小龍蝦養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)到124.27萬(wàn)噸，占全國(guó)總產(chǎn)量的40.77%，位居全國(guó)第一?。“以往小龍蝦殼的廢物利用做得還不夠，甚至?xí)a(chǎn)生污染問(wèn)題。相信我們的研究能為小龍蝦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量?！编嚰t兵說(shuō)，業(yè)界十分看好這一領(lǐng)域的市場(chǎng)前景。

鄧紅兵教授團(tuán)隊(duì)部分成員合影

鄧紅兵介紹，下一步團(tuán)隊(duì)將從家用凈水、水處理方面入手，大力推進(jìn)成果市場(chǎng)轉(zhuǎn)化和推廣。

（部分圖片由受訪者提供）

（來(lái)源：極目新聞）

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