近日,材料学院彭锋教授和郝翔副教授共同指导本科生大学生创新创业项目团队在国际知名期刊“Chemical Engineering Journal”(IF=13.3, 中国科学院一区)发表题为“Plant cell wall inspired lignin-based membrane with configurable radical scavenging activity”的学术论文,论文第一作者为2020级本科生李旭鹏,研究由国家级大学生创新训练项目支持(项目名称:可调控木质素基多孔纳米球的制备及其活性氧簇(ROS)清除特性研究)。

随着经济与工业化快速发展,水体和土壤中残留的有机废物、农药和杀虫剂等会产生不易分解的自由基,当其跟随循环进入人体后,会造成人体自由基过量,进而降低免疫力,诱发多种疾病,甚至致癌。因此,针对环境持久性自由基的有效处理迫在眉睫,已成为一项挑战。该论文通过工业木质素与月桂醇小分子非共价共组装成孔喉尺寸可调的木质素中空纳米球,与纳米综纤维素逐层抽滤制备多层抗氧化微滤膜。木质素中空纳米球的抗氧化性随着其孔喉的增大而不断提高。该微滤膜具有良好的力学性能(承受最大应力为73 MPa)、水通量(90 L h-1 m2)和优异的自由基清除能力(ABTS•+饱和吸附量为12 mmol m-2)。
此外,该微滤膜在7个循环后仍表现出90%以上的自由基清除活性。与商业微滤膜相比,即使在温度低于280 K和相对湿度低于30 RH%的恶劣条件下,其仍具有优异的生物降解性。因此,多层抗氧化微滤膜为结构可调、绿色低碳的生物质材料逐步发展成为高性能微滤膜提供了新的途径。相关成果获得“中国中车杯”第六届全国大学生可再生能源优秀科技作品竞赛一等奖,项目主持人李旭鹏作为第四发明人,成功申请发明专利一件,目前已进入实质审查(CN116530726A)。

一直以来,材料学院深入落实立德树人根本任务,十分重视本科生创新能力和科研综合素质培养,依托大学生创新创业训练计划项目,积极为本科生搭建科研培训平台,配备科研导师,构建“导师制”培养模式和大学创新创业教育培养体系。本科生发表高水平科研论文和竞赛获奖正是学院本科生人才培养体系改革创新的成果体现。下一步,材料学院将进一步完善实践创新型和复合型林木生物质人才培养机制,为培养服务生态文明建设的创新型领军人才贡献应有力量。
该研究获得国家级大学生创新创业训练项目(202210022049)和中央高校基本科研业务费专项资金资助(QNTD202302)等项目的支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153317
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