生物基材料
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张超群教授团队最新成果!生物基聚氨酯重磅综述发布

时间:2026-10-16


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01背景


聚氨酯(PU)是全球年产量已超过 2700 万吨 的大宗高分子材料,从涂料、泡沫、胶粘剂到弹性体、医用敷料、柔性电子,几乎无处不在。然而它的传统合成高度依赖石油基原料,一面是化石资源不可再生,另一面是废弃 PU 在环境中难以降解、难以回收,二者叠加正在形成越来越沉重的资源与环境双重压力。


以植物油、木质素、多糖、微藻油等可再生资源构建聚合物主链的生物基聚氨酯,被普遍视作破解这一困局的现实路径。但华南农业大学张超群教授团队在这篇综述中特别强调:"生物基"三个字本身并不自动等于"可持续"。原料来源只是其中一个变量,化学改性过程的能耗、农业土地利用的影响、水资源消耗以及废弃后的处置方式,同样决定着它的环境账本是否划算——建立严谨的生命周期评估(LCA)框架,是验证可持续性主张的前提。


更关键的技术瓶颈在于:从简单的原料替代走向智能化应用,必须正面回应两处"退让"——力学性能下降与功能表现受限。而且,传统生物基 PU 网络多为永久交联的热固性结构,一旦成型便无法再加工、不能自修复,这种"静态"特性天然地把智能涂层、生物医学工程与柔性电子等高端场景挡在门外。如何看待并利用生物基原料显著更高的化学多样性(长脂肪链、芳香环、多官能团),把这些结构特征转化为可控的凝聚态结构与动态响应功能,正是当前研究的核心焦点。


02 成果


【生物基科技】近日,华南农业大学张超群教授团队联合东北林业大学、内蒙古农业大学、沈阳化工大学,在国际知名期刊 Advanced Science 在线发表题为“Bio-Based Polyurethanes for Sustainable and Multifunctional Applications”的综述论文。


与侧重于特定原料、特定功能或单一应用领域的既有综述不同,本文把三个相互关联的维度整合进同一个整体框架:


其一,构建涵盖从分子链段设计到纳米复合材料界面的多尺度结构工程策略;其二,对生物基 PU 网络中的动态共价键化学特性进行系统性对比分析;其三,跨越典型应用领域,探讨"结构—性能—功能"的内在关联。其目标不是罗列进展,而是揭示三者之间的耦合规律,为下一代功能材料指明方向。


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03 研究进展


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第6届非粮生物质高值化利用大会将于2026年11月25-27日在杭州举办(SMF2026 非粮可持续材料与燃料年会同期大会)。会议以“从技术可行到商业化”为主线,聚焦三素分离与预处理、非粮糖平台、化学品与材料、木质素高值化四大核心专题。


同期将举办:可持续材料与燃料前沿科技及青年论坛、可持续材料与燃料国际论坛。


SMF 2026预计将有1000位产业链上下游代表参与,将汇集科研院所、产业上下游、政府园区及资本等分享最新研究和进展,打造全球非粮可持续材料与燃料领域前沿科技和产业高效交流平台。


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