新聞?dòng)浾?張靜嫻
養(yǎng)殖產(chǎn)量143.73萬噸、年加工量93.96萬噸，在全國占比分別為41.66％、67.90％……這是2024年湖北小龍蝦的相關(guān)數(shù)據(jù)。龐大的數(shù)字背后，丟棄的蝦殼通常被人們認(rèn)為是餐桌的“邊角料”，但武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院鄧紅兵教授團(tuán)隊(duì)卻給出了不一樣的答案。
經(jīng)過多年研究，吃掉600斤小龍蝦后他們發(fā)現(xiàn)：小龍蝦能“治”微塑料，不僅能治，效果還挺好。目前，他們通過生物質(zhì)資源化利用的產(chǎn)品已經(jīng)投入轉(zhuǎn)化運(yùn)用，授權(quán)發(fā)明專利30余項(xiàng)，新增產(chǎn)值超8億元。
為做研究吃掉600斤小龍蝦
微塑料通常指直徑小于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，又容易通過食物鏈威脅人類健康。
治理微塑料污染已成為國際共識(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，蝦殼也成了他們的研究對(duì)象。
“一只小龍蝦能吃的肉只占兩成，大部分殼以往都浪費(fèi)了?！编嚰t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，也很簡單。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兩步簡單酸堿處理，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)兜裝起來投入水體中，就可以吸附水中的微塑料。
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)了小龍蝦殼的可持續(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。
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)一起來吃。”鄧紅兵笑著說，他和學(xué)生這三年大概在學(xué)校吃掉了600斤小龍蝦。
“變廢為寶”創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)價(jià)值
早在小龍蝦成為網(wǎng)紅食品前，鄧紅兵就開始和小龍蝦殼、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)用開展了一系列研究，開發(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。
不僅如此，鄧紅兵團(tuán)隊(duì)還長期堅(jiān)持“變廢為寶”的研究。比如花粉顆粒，它們來源廣泛，廉價(jià)易得。然而，花粉因外壁堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)惰性強(qiáng)，長期被視為難以利用的“邊角料”。
鄧紅兵帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在持續(xù)開展微塑料去除研究過程中，發(fā)現(xiàn)魷魚甲殼素等對(duì)微納米塑料具有較強(qiáng)捕集能力。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)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。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該材料對(duì)藥物、內(nèi)分泌干擾物、油類等疏水性污染物展現(xiàn)出良好吸附兼容性，具備在水體凈化、工業(yè)廢水處理、環(huán)境修復(fù)等方面的應(yīng)用潛力。
今年，鄧紅兵、陳朝吉教授團(tuán)隊(duì)在鹽堿地修復(fù)領(lǐng)域也取得新突破，實(shí)現(xiàn)脫鹽器單件成本3分錢且不排放任何高含鹽廢水，相關(guān)成果已發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì)期刊Materials Horizons上，武漢大學(xué)弘毅博士后董向陽為第一作者，資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院鄧紅兵、陳朝吉教授為通訊作者。
而這些效果的實(shí)現(xiàn)，背后僅需一根吸管。團(tuán)隊(duì)歷時(shí)兩年時(shí)間，利用簡單易得的濾紙、吸管、地膜構(gòu)建了廢水零排放的非接觸式太陽能界面蒸發(fā)土壤脫鹽器，也就是將包裹有濾紙的吸管插入覆蓋了地膜的鹽堿地中構(gòu)建土壤脫鹽器。
“將這根吸管插進(jìn)蓋上黑膜的鹽堿地，通過太陽能輔助蒸發(fā)方法，它就能像海綿一樣吸走鹽分，實(shí)現(xiàn)了鹽分從土壤到脫鹽器的單向遷移與廢水零排放?！编嚰t兵介紹，“修復(fù)結(jié)束后，吸管表面結(jié)出肉眼可見的鹽顆粒，表明土壤中的鹽分被吸管‘吸’走了，這種方法適用于多種鹽堿化土壤類型土壤，對(duì)沙土、壤土、黏土都具有良好的效果。”
鄧紅兵表示：“我們的研究始終聚焦國家需求和民生關(guān)切，堅(jiān)持將論文寫在祖國大地上。未來，我們將持續(xù)推動(dòng)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合，讓小龍蝦殼這樣的‘邊角料’撬動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)新藍(lán)海，為加快‘建成支點(diǎn)’貢獻(xiàn)力量?！?/p>
