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　　生物基科技进展|非粮生物质高值化利用

　　多孔三维（3D）结构材料以其独特的结构柔性、轻量化设计和高比表面积等特性，在可穿戴电子器件、高性能储能材料和隔热系统等领域展现出重要应用价值。

　　这类材料在需要动态机械响应和环境适应性的应用场景中具有无可比拟的优势。3D结构的压缩性和弹性主要取决于其结构单元的本征特性、相互作用以及多孔架构特征。

　　目前，原位自组装、模板法、增材制造、3D打印和定向冷冻铸造等多种制备技术已被用于构建特定结构以优化3D材料的力学性能。

　　这些自下而上的方法采用碳纳米管、SiO纳米纤维、石墨烯/MXene等二维材料、金属有机框架（MOFs）以及聚合物和纤维素纳米晶等构筑单元，来制备具有定制化纳米/微米结构的弹性材料。

　　然而，传统制备工艺通常涉及复杂加工程序、高能耗和有毒化学试剂的使用，不仅限制规模化生产，还带来显著的环境与经济负担，亟需发展可持续的替代策略。

　　近年来，生物质衍生材料作为先进材料设计的可持续替代方案受到广泛关注。

　　【生物基能源与材料】获悉，齐鲁工业大学王慧丽、于得海、刘温霞团队基于CSP的细胞结构和组分特征，提出通过自上而下方法部分脱除木质素并解离纤维素纤维束，从而构建生物基3D结构。相关成果以“Engineering robust bio-based 3D structures from corn stalk pith through a sustainable route to nano-micro structured extreme environment resistant materials”为题，发表在《Carbohydrate Polymers》(IF 12.5)上。

　　该领域仍存在挑战：由于多数木材结构致密，目前研究主要选用细胞排列疏松的轻木（巴尔沙木）以促进脱木素过程，但该工艺仍需160℃以上高温和数小时处理时间。

　　此外，作为热带树种，轻木的原料供应限制其大规模应用。相比之下，分布更广的木纤维复合材料更具应用潜力，可为木质纤维素弹性材料的开发提供更可持续、更可规模化的资源基础。解决这些材料和工艺难题，将是释放木质纤维素材料在下一代可持续技术中全部潜能的关键。

　　玉米秸秆髓（CSP）作为农业废弃物玉米秆的核心部分，主要由薄壁细胞构成，具有大细胞间隙和高液体渗透性。与其他植物材料类似，CSP主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，但其木质素含量（通常 20%）显著低于木材。

　　纤维素作为细胞壁主要组分提供结构支撑，半纤维素赋予细胞壁韧性，而木质素则增强植物结构的刚性。这些组分的比例和特性直接影响CSP的弹性、加工性和耐久性等物理性质。

　　研究团队通过温和条件下的细胞壁工程策略，采用酸-无机盐顺序处理成功制备了多孔CSP基3D结构。稀酸预处理部分脱除木质素和半纤维素，既降低细胞壁刚性，又为后续纤维素溶剂扩散创造通道；随后，采用ZnCl/AlCl纤维素溶剂在温和条件下破坏氢键网络、扩大纤维素间隙，锌/铝离子与纤维素配位并均匀锚定在细胞壁中。金属离子交联纤维素分子链，限制其滑移和自由运动，形成纳米多孔弹性水凝胶壁。这种本征细胞结构与弹性水凝胶壁的协同作用使CSP材料获得优异弹性。此外，基于材料中高浓度金属离子的特性，可直接将其用作离子传导型压力传感器。这种细胞壁工程技术制备的CSP基3D结构保留了生物质固有的各向异性结构，为生物基压力传感材料奠定基础。该策略开发的天然多孔弹性材料具有高结构稳定性，在油水分离、生物基海绵和热绝缘等领域展现出巨大应用潜力。

　　CSP基3D结构制备示意图与机理。(a)玉米秸秆髓(CSP)的层级结构；(b)CSP在制备过程中的微观结构演变示意图；(c)纤维素溶解机理；(d)CSP基3D结构压缩行为示意图。

　　原文链接：

　　DOI: 10.1016/j.carbpol.2025.124054

　　▌参考信息：本文部分素材来自X-MOL及网络公开信息。由作者重新编写，系作者个人观点，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点或支持。如果有任何问题，请联系我们：15356747796（微信同号）。

　　SynBioCon 2025

　　第四届合成生物与绿色生物制造大会

　　8月20-22日浙江·宁波东港喜来登酒店

　　8月20-22日将于浙江·宁波举办第四届合成生物与绿色生物制造大会(简称：SynBioCon 2025)。本届大会聚焦“1+3”：AI+生物制造、绿色化工与新材料、未来食品、未来农业四大方向，邀请行业领先企业、代表性产业化专家、政府、园区、资本、协会和联盟等各方共探“十五五”生物制造产业发展趋势；AI赋能生物制造产业创新；哪些革新技术和产品将给生物制造产业带来持续的生命力；并致力于促进科技成果转移转化、产品规模化与人才挖掘。

　　大会将同期举办生物制造青年论坛、生物制造产业高层座谈会（第三期）、《2025人工智能赋能生物制造产业创新发展蓝皮书》闭门研讨会、合成生物科技成果展示与对接等活动。

　　扫码参会报名

　　SynBioCon 2025

　　8月20-22日，浙江·宁波

　　01 组织机构

　　主办单位

　　宁波德泰中研信息科技有限公司（DT新材料）

　　协办单位

　　北京大学宁波海洋药物研究院

　　宁波酶赛生物工程有限公司

　　支持单位

　　中国生物工程学会生物基材料专业委员会

　　浙江省合成生物产业技术联盟

　　上海市未来产业生物制造专委会

　　上海市宝山国发合成生物学应用转化研究院

　　广州合成生物产学研技术创新联盟

　　大会顾问专家

　　张先恩，深圳理工大学合成生物学院院长

　　特别鸣谢

　　宁波酶赛生物工程有限公司

　　北京大学宁波海洋药物研究院

　　上海市未来产业生物制造专委会

　　同舟纵横(厦门)流体技术有限公司

　　美安康质量检测技术(上海)有限公司

　　梅特勒托利多科技(中国)有限公司

　　深圳市西尔曼科技有限公司

　　山东新华医疗器械股份有限公司

　　四川绿沃创新环保工程有限公司

　　南京膜材料产业技术研究院有限公司

　　青岛碧沃德生物科技有限公司

　　中国电子系统工程第四建设有限公司

　　上海霍桐实验仪器有限公司

　　山东埃尔派粉体科技股份有限公司

　　（更多单位确认中）

　　战略合作媒体

　　02 大会日程

　　03 大会议程

　　8月20日，星期三，Day 1

　　【同期活动】生物制造产业高层座谈会（第三期）暨武汉市合成生物产业发展交流会

　　为探讨“‘十五五''生物制造发展趋势与增长点”这一重要话题。DT新材料联合武汉市投资促进局、宁波酶赛生物工程有限公司共同举办生物制造产业高层座谈会（第三期）暨武汉市合成生物产业发展交流会。出席单位：

　　宁波酶赛生物工程有限公司

　　北京大学宁波海洋药物研究院

　　内蒙古伊利实业集团股份有限公司

　　昆山亚香香料股份有限公司

　　成都新朝阳作物科学股份有限公司

　　苏州聚维元创生物科技有限公司

　　百开盛（上海）生物科技有限公司

　　上海蓝晶微生物科技有限公司

　　浙江合成生物制造业创新中心

　　武汉睿嘉康生物科技有限公司

　　深原质药生物科技（北京）有限公司

　　内蒙古鹏泰生物科技有限公司

　　山东恒鲁生物科技有限公司

　　杭州元腾生物工程股份有限公司

　　北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会

　　中国电子系统工程第四建设有限公司

　　（更多企业高层确认中）

　　8月21日，星期四，Day 2

　　【同期活动】《2025人工智能赋能生物制造产业创新发展蓝皮书》闭门研讨会

　　为助力工业和信息化部落实人工智能在生物制造领域典型应用案例征集。由上海市产业技术创新促进会指导，上海市未来产业生物制造专委会联合DT新材料举办人工智能在生物制造领域典型应用案例推广系列活动暨《2025人工智能赋能生物制造产业创新发展蓝皮书》研讨会。欢迎行业报名参与。

　　8月22日，星期五，Day 3

　　扫码参会报名

　　SynBioCon 2025

　　8月20-22日，浙江·宁波

　　中国生物制造产业地图（2025版）

　　即将发布

　　DT新材料产业研究院即将于第四届合成生物与绿色生物制造大会（SynbioCon 2025）上宣发「中国合成生物产业分布图（2025版）」（中国生物制造500+代表性企业榜单）。欢迎行业提前预约领取（点击下图扫码申请）。

　　已发布上榜企业名单

　　65家！中国生物制造500+代表性企业榜单（浙江篇）,建议收藏!

　　80 家！中国生物制造500+代表性企业榜单（江苏篇）,建议收藏!

　　66家！中国生物制造500+代表性企业榜单（上海篇）,建议收藏!

　　76家！中国生物制造500+代表性企业榜单（广东篇）,建议收藏!

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