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  抗生素的廣泛使用已引發(fā)嚴(yán)重的水體污染問題，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成重大威脅。然而，現(xiàn)有的傳統(tǒng)處理方法存在一系列固有局限，如降解動(dòng)力學(xué)不佳、運(yùn)營成本偏高、以及可能引發(fā)二次污染等問題。此外，現(xiàn)有工藝通常需依賴化學(xué)試劑精確調(diào)控溶液pH以維持催化活性，依賴高能耗機(jī)械攪拌以改善傳質(zhì)效率，且在低濃度污染條件下因無法有效富集污染物而導(dǎo)致處理效果顯著下降。

  瞿金平教授/牛冉研究員在前期圍繞功能高分子微納米材料設(shè)計(jì)及應(yīng)用開展了系列研究工作基礎(chǔ)上（Adv. Funct. Mater. Doi:10.1002/adfm.202509597; Adv. Sci. 2023, 10, 2300866; Adv. Sci. 2024, 11, 2404456; Adv. Energy Mater. 2023, 13(45), 2302451; J. Hazard. Mater. 2024, 457, 133654; Small 2024, 20, 2308318），設(shè)計(jì)了一種兼具自主環(huán)境調(diào)控、自持水動(dòng)力混合與主動(dòng)污染物富集功能的多功能材料，為中性及弱酸性非海水體中抗生素的高效處理提供了創(chuàng)新解決方案。

要點(diǎn)一：

  基于離子交換原理設(shè)計(jì)的磁性微清潔器，具備自主pH調(diào)節(jié)與長(zhǎng)程泵送能力。其中局域pH調(diào)節(jié)有助于維持催化劑的最佳催化性能。

要點(diǎn)二：

  自持續(xù)離子交換反應(yīng)使微清潔器無需補(bǔ)充化學(xué)燃料即可自主運(yùn)動(dòng)。

要點(diǎn)三：

  通過動(dòng)態(tài)流增強(qiáng)的質(zhì)量傳遞和污染物富集實(shí)現(xiàn)卓越的抗生素去除效率。

要點(diǎn)四：

  磁導(dǎo)航技術(shù)可在難以觸及的隧道或空間中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抗生素清除。

  相關(guān)研究成果以題為“Ion Exchange-Based Magnetic Micro-Cleaners Harness Multiple Effects to Enhance Antibiotics Removal”的論文發(fā)表在《Water Research》上。論文第一作者：陳玲；通訊作者：牛冉；單位：華中科技大學(xué)。

  全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425013326

作者簡(jiǎn)介：

牛冉，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年項(xiàng)目首席科學(xué)家，主要研究領(lǐng)域?yàn)?/span>功能高分子材料及微納米機(jī)器人。目前以第一或通訊作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、Adv. Func. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Sci.、ACS Nano等具有重要影響力的國際刊物上發(fā)表SCI論文80余篇，獲授權(quán)發(fā)明專利11件，申請(qǐng)發(fā)明專利14件。主持承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題等國家和省部級(jí)科技項(xiàng)目多項(xiàng)，并獲得湖北省海外高層次人才計(jì)劃、武漢英才等多項(xiàng)榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)。擔(dān)任Rare Metals期刊 (中科院1區(qū)，影響因子6.3)，Exploration、Energy Materials和Green Carbon期刊青年編委。