国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  家畜動物毛皮是肉類加工過程中產生的低值副產物，全球每年產生超3億張，是一類重要的大宗動物生物質資源，其主要成分是皮膠原。當前，制革是皮膠原資源化利用的主要途徑，約80%的動物毛皮被用于皮革制造。該過程的核心步驟是交聯鞣制，即通過交聯反應將易腐爛的動物毛皮轉化為具有良好物理機械性能和熱穩定性的皮革。近年來，隨著可持續發展與綠色制造理念的推進，基于非鉻鞣劑（如三價鋁鹽、四價鋯鹽及有機交聯劑等）的無鉻鞣制工藝因其避免了有害鉻金屬的使用，被廣泛認為當前是具生態環保潛力的鞣制路徑，所制備皮革具有全生命周期綠色的優點。

  在此背景下，四川大學劉公巖教授團隊聯合南京大學陳朝見教授，在國家自然科學基金和四川大學“無鉻皮革制造技術特色工科團隊”項目的資助下，基于前期在無鉻鞣理論與綠色技術方面的系統積累（Materials Horizons, 2022, 9, 1309；Water Research 2022, 218, 118469; Journal of Cleaner Production, 2023, 393, 136363；Journal of Hazard Materials, 2023, 456, 131654）,圍繞天然膠原纖維的綠色轉化與高值應用開展深入研究，旨在推動其在環保型皮革制造及生物質功能材料領域的廣泛應用，并為傳統石油基合成纖維材料提供可持續替代方案。

  該研究結合了物理處理和化學功能化，使用兩性離子共聚物破壞膠原分子間的氫鍵，促進膠原纖維實現高效微纖化，并通過鋯交聯進一步穩定纖維結構。構建得到的膠原纖維網絡呈現良好的纖維分散性，在空氣凈化性能方面表現優異，實現對PM_0.3和甲醛的去除效率分別超過97%和93%。同時，該策略還賦予了膠原纖維優良的抗菌性能，可捕獲和滅活99%以上的細菌氣溶膠。生命周期評估強調其環境可持續性和成本效益，這種新方法促進了天然膠原纖維在空氣凈化領域的應用提供了新路徑，也為動物生物質資源的高值轉化利用提供了切實可行的技術方案。

  該研究以題為“Nanofibrillated collagen fiber networks for enhanced air purification”的論文發表在《Nature Communications》上。四川大學輕工科學與工程學院2021級博士生王俊超為第一作者，劉公巖教授和陳朝見教授為通訊作者。

圖1. 天然膠原纖維網絡的納米微纖化。

納米微纖化膠原纖維網絡的制備

  研究團隊創新性地提出了一種簡單、高效的膠原纖維納米微纖化策略。以天然動物皮為原料，引入兩性離子共聚物PSG，通過機械攪拌與表面改性相結合，促進膠原纖維束均勻分散為納米纖維。并利用鋯交聯劑與纖維表面官能團發生配位反應，防止氫鍵重建的同時在纖維間形成多點交聯，從而實現納米微纖化結構的穩定。最終制得的納米微纖化膠原網絡（Nano-CFN）纖維直徑由5.4 μm顯著降低至120 nm，結構疏松、可大面積制備，具備良好柔韌性及熱穩定性，展現出良好的規模化應用潛力。

圖2. 納米微纖化膠原纖維網絡的空氣凈化性能。

納米微纖化膠原纖維網絡的高效空氣凈化性能

  相比傳統HEPA濾材，Nano-CFN展現出顯著優勢。其獨特的納米孔道結構與豐富表面氨基基團協同作用，能有效去除97%以上的PM0.3顆粒，并通過化學吸附實現93%的甲醛凈化效率。此外，改性過程中引入的季銨鹽結構賦予材料優異的抗微生物性能，可在30分鐘內殺滅99.99%的細菌，并實現對細菌氣溶膠的高效捕獲與滅活。更令人矚目的是，Nano-CFN具備可生物降解性與良好環境友好性，在使用結束后可通過簡單處理實現快速降解，為一次性濾材的綠色生物質替代提供了思路。此外，該納米微纖化策略不僅實現了動物皮革副產物的高值利用，還為傳統制革行業提供了綠色轉型的新路徑。通過將低值動物皮膠原資源轉化為高附加值功能材料，該技術有望減少傳統鞣制過程中的污染負荷，拓展膠原資源的下游應用場景，推動制革產業由資源粗加工向功能化、可持續的高技術方向升級，助力建設生態友好型皮革工業新體系。

  科研團隊通過兩性離子聚合物改性與鋯離子交聯協同調控，創新構建納米微纖化膠原纖維網絡（Nano-CFN），實現高效去除PM_0.3（>97%）和甲醛（93%）的空氣凈化能力，并具備99.99%廣譜抗菌性能與良好生物降解性。該技術路徑不僅拓展了天然皮膠原纖維的高值化應用潛力，更為無鉻鞣制技術提供了理論依據和實踐支持，尤其在開發具有輕盈質感的生態型皮革方面展現出重要應用前景，對推動鉻鞣技術的無害化替代具有積極意義。

  本研究工作得到了國家自然科學基金（22378281）和由石碧院士領銜的“無鉻皮革制造工科特色團隊”項目的聯合資助。

  原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62146-6

作者簡介

  劉公巖，四川大學輕工科學與工程學院，教授，博士生導師，入選四川省學術和技術帶頭人后備人選、海外高層次人才計劃和四川大學“雙百人才”工程計劃。主持國家十三五重點研發計劃課題（2020YFC1107301）、子課題（2017YFC1104601）；國家自然科學基金項目(51403131)；四川省科技廳重點研發計劃項目（2021YFG0241、2016SZ0004）等20余項項目。以第一/通訊作者身份在Nature Communications、Advanced Functional Materials、Materials Horizons、Water Research、Chemical Engineering Journal、Journal of Cleaner Production、ACS Applied Materials & Interfaces等高水平期刊發表論文69余篇。授權中國發明專利16項，其中11項專利技術轉化應用，5項專利技術向企業轉讓。榮獲四川省科學技術進步三等獎，四川大學十大基礎研究進展獎。