小龙虾能“治”微塑料？武汉大学资源与环境科学学院邓红兵教授团队经过多年研究，吃掉约600斤小龙虾后发现，不仅能治污，效果还挺好。而且，他们研究出的方法简单可行，市场推广前景广阔。
从今年5月至11月，邓红兵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。
邓红兵教授（中）和团队成员
微塑料一般指直径小于5毫米的塑料颗粒，它因为人类活动而广泛散布于自然环境中，又容易通过食物链威胁人类健康。
治理微塑料污染已成为国际共识，但亚微/纳米级的微塑料极难被现有污水处理手段有效拦截，于是，研究材料的邓红兵团队，希望找到能高效去除微塑料的新型环境友好材料。
早在小龙虾成为网红食品前，邓红兵就开始和小龙虾壳、甲壳素打交道，至今近20年。他曾带领武汉大学“生物质资源绿色高效转化与高值化研发科技创新”团队，就虾壳的潜在价值与应用开展了一系列研究，开发出基于虾壳素制成的保健品、洗护用品、化妆品和医疗用品等。近年来，他们将目标锁定在虾壳素对微塑料的捕获性能上。
粉末状的就是甲壳素（网络资料图）
“一只小龙虾能吃的肉只占两成，大部分壳以往都浪费了。”12月4日，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？邓红兵说，也很简单。他的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。
虾壳处理前后的对比
而且它还不是一次性的。团队还研究出方法，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，真正做到“以废治废”的绿色循环。
这一成果发表在《美国化学会纳米》（ACS Nano）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。
团队用于实验的小龙虾
有意思的是，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。”邓红兵笑着说，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。
他们利用“氢键诱导重排”和“多级结构暴露”双策略，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。
实验证明，这种材料对100nm聚苯乙烯微球的吸附容量高达411.14mg/g，是已报道的其他甲壳素/壳聚糖类吸附材料的3-48倍。
相关成果发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上，博士后吴洋和动力与机械学院叶成濠博士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。
“这种多孔材料制备方式简单、无需使用任何交联剂、可完全被降解，所以也是非常环保的材料。”邓红兵说。
乌贼骨来源的甲壳素和棉花制备的纤维海绵
接着，团队又进一步针对复杂水体环境中的微塑料去除，提出了基于高生物安全性的生物质多级纤维捕集材料“作用力动态转换”新方式，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，且该材料表现出对聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯均表现出良好的吸附能力。
相关成果发表在《科学进展》（Science Advances）上，博士后吴洋为论文第一作者，邓红兵教授和华中科技大学周雪教授为共同通讯作者。
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。”
邓红兵曾在一家厂房里看到大量废弃的虾壳
小龙虾是湖北省的重点产业，2023年，湖北省的小龙虾养殖产量达到124.27万吨，占全国总产量的40.77%，位居全国第一。“以往小龙虾壳的废物利用做得还不够，甚至会产生污染问题。相信我们的研究能为小龙虾产业可持续发展贡献一份力量。”邓红兵说，业界十分看好这一领域的市场前景。
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。
（来源：极目新闻 部分图片由受访者提供）
相关链接
品牌推广/技术合作/新媒体宣传/论坛培训
请在后台回复合作，留下电话，我们会尽快与您联系
