小龙虾能“治”微塑料？今年5月至11月，武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授团队有关小龙虾和微塑料治理方面的研究成果，连续3次登上国际权威期刊。
小龙虾产业是湖北省乡村振兴的示范性产业，但虾壳常被视为废弃物。过去，武汉市每年产生近十万吨虾壳剩余，曾造成了环境污染问题。
于是，邓红兵带领着武汉大学“生物质资源绿色高效转化与高值化研发科技创新”团队，将目标锁定在虾壳素对微塑料的捕获性能上。
厂房里大量废弃的虾壳
“一只小龙虾能吃的肉只占两成，大部分壳以往都浪费了。”邓红兵介绍，将虾壳用机器破碎后，先后使用酸碱去除钙质与蛋白质，冲洗至pH中性，便得到了甲壳素。这种粉末状天然物质，被证明能够有效捕获微塑料，而且不会对水体产生二次污染。
那么怎么使用它治污？邓红兵介绍，团队采用自上而下的“多级结构暴露”策略，将废弃小龙虾壳通过两步简单酸碱处理，制备成天然纤维束骨架和捕获位点双重暴露的三维多孔小龙虾壳，将这种小龙虾壳用网兜装起来投入水体中，就可以吸附水中的微塑料。而且它还不是一次性的。团队研究出方法，对使用后的小龙虾壳中的微塑料进行“冲洗”，实现了小龙虾壳可持续应用。
虾壳处理前后的对比
这一成果发表在《美国化学会·纳米》上，刘方恬博士和博士后吴洋为论文共同第一作者，邓红兵教授和陈朝吉教授为共同通讯作者。
而为了获取这项研究所需的小龙虾壳，邓红兵团队曾2天吃掉200斤小龙虾。“根本吃不完，除了我们团队，还邀请了学院其他团队一起来吃。”邓红兵称，加上前期研究，他和学生这两年大概在学校吃掉了600斤小龙虾。
用小龙虾壳简单有效，其他甲壳素会不会效果更好？邓红兵团队接着做了更多实验。他们将虾壳素和鱿鱼骨、乌贼骨的甲壳素（α-和β-甲壳素）的两种原生氢键网络打断重排，形成一种多级纤维框架海绵材料。
此外，他们还利用鱿鱼骨/乌贼骨来源的甲壳素纳米纤维网络和棉花来源的纤维素微纤维氢键自组装，构建了吸附位点激活且可适应复杂环境因素的全生物质多级纤维框架。
乌贼骨来源的甲壳素和棉花制备的纤维海绵
邓红兵透露，这些新材料可以通过多种形式投入到水体微塑料治理中，目前已经有多家企业找上门来接洽合作，“我们自己用它制作了净水器滤芯，效果非常好，不光是微塑料，对重金属、微生物都有很好的过滤效果。”
邓红兵介绍，下一步团队将从家用净水、水处理方面入手，大力推进成果市场转化和推广。
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雷达卡
发表于
2024-12-8 09:59:20
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