科研团队最近干了件大事,把入侵植物加拿大一枝黄花变成了超级好用的油水分离材料。这种在北美老家就出名的“生态杀手”,以前可是让管理部门和生态学家头疼不已。它繁殖力超强,到处扩散,把本土植物的生存空间都挤占没了。不过现在,上海海洋大学的薛斌副教授团队通过前沿材料科学技术,给这棵“恶之花”找到了个好归宿。 加拿大一枝黄花原本是三十年代引进我国的观赏植物,结果在野外疯狂生长。传统的治理方法比如人工拔或者喷药,不仅贵而且效果不好,还容易污染环境。面对这个难题,薛斌团队决定换个思路,直接利用它的植物体本身。他们发现这种植物茎秆里纤维素含量特别丰富,是天然的好材料。经过一系列处理后提取出高纯度纤维素,再加上环保的粘合剂和柠檬酸混合在一起。 关键创新在于后面的制作步骤。研究人员把纤维素、聚乙烯醇还有柠檬酸结合起来,经过冷冻干燥和加热固化后制成了一种很轻的三维多孔气凝胶。这种材料能自己吸收水分把油挡在外边,接触角高达140度,水可以自由通过但油滴碰不到它。实验显示每小时能净化3100升油水混合物,分离效率超过98%,而且用了10次之后性能还稳得住。 最厉害的是这个材料还能变魔术。如果在更高温度下进行二次热处理,它的表面就会发生变化变成疏水亲油的结构。这时候它变成了超强吸油海绵,能把氯仿这种重质油吸进去达到自身重量的31倍。它不但能处理浮在水面的油层也能清理水下的重油。 这个过程的科学原理也解释清楚了。第一次加热时三种物质形成了坚固的骨架和亲水特性;第二次高温处理则让表面官能团改变了亲水基团减少而疏油亲油的特性凸显出来。这种性能可以随意切换大大拓宽了适用范围。 从疯狂蔓延的祸害变成了功能材料这个变形记不仅是一种材料的诞生,更是我国在应对外来入侵物种问题上理念的转变。我们从被动防治转为主动治理、从生态负担挖掘资源利用新途径攻克含油废水处理难题还探索出“以用代治”的新模式实现双赢效果。科技创新能把难题变成机遇为建设人与自然和谐共生提供支撑未来随着这类技术的成熟与推广有望形成良性循环为全球生物安全治理贡献中国智慧和方案。