杜仲：植物黄金 神奇橡胶

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杜仲浑身都是宝。除了具有药用价值和食用价值之外，从杜仲树的叶、皮、根中提取的杜仲胶，不怕酸碱腐蚀、不易变形，防水、防扎、防辐射。加入3%—5%的杜仲胶，可以增加轮胎的耐扎性，延长轮胎使用寿命。更为神奇的是，如果扎破了，80摄氏度以上的温度处理一段时间便可自愈合。

树木档案

杜仲又名胶木，为杜仲科植物，是一种落叶乔木，高可达20米，胸径50厘米以上，树皮为灰褐色，粗糙，内含橡胶，折断有拉丝。它的小枝没有顶芽，侧芽具有6—10片芽鳞。叶片椭圆形，果实具有翅，呈椭圆形，顶端有凹缺，果内含1粒种子。花期在4—5月，果期在10—11月。杜仲主要分布于长江中游及南部各省份，并在全国范围内广为栽培。

杜仲是我国特有的植物，世界95%以上的杜仲资源都在中国。

杜仲皮、叶、花、籽等植物组织器官含有多种可供开发利用的重要成分，是一种集橡胶、树脂、木质纤维素、油脂、蛋白质、药物活性成分于一体，具有较高潜在经济效益的树种。

随着时代发展，越来越多的人认识到杜仲的功效，它甚至被人们称作“植物黄金”“中国橡胶树”。

中国林科院内的杜仲树，是目前国内树冠最大的杜仲树

杜仲浑身是宝

若将杜仲的树皮、树枝或叶子折断，你会看到有丝线粘连，就好像藕断丝连一般，所以它还有个民间叫法——扯丝皮。那些粘连的丝线就是杜仲的胶丝，高度绝缘，和天然橡胶是同分异构体，与产于三叶橡胶树的天然橡胶化学成分相同，是世界第二大天然橡胶资源。

红叶杜仲

杜仲雄花

杜仲果实

西北农林科技大学教授张康健是国内最早研究杜仲的科学家之一，在他和苏印泉教授等科学家的带领下，西农杜仲团队历经30余年创造了杜仲史上很多“零的突破”：改杜仲乔林栽培为矮化栽培，实现杜仲当年种植当年收益，一次种植连年收益；历时16年选育出高胶型、高药型“秦仲1-4号”杜仲新品种，出版了国内外第一部全面系统论述杜仲次生代谢物和杜仲籽油的专著《中国杜仲次生代谢物》《中国特有植物脂肪——杜仲籽油》，实现了杜仲在沙漠上种植，在新疆建成我国第一条杜仲精粉和活性炭生产线，等等。

2009年，西北农林科技大学的朱铭强还是一名研究生，他跟随苏印泉教授学习研究杜仲，其间还师从孙润仓教授、尉芹教授以及日本小林昭雄教授继续研究杜仲，一路从硕士读到博士，先后参加了国际合作项目“杜仲胶遗传基因调查研究”“杜仲胶生产技术研究”等，他带领的杜仲资源高值化利用研发团队于2014年8月邓小平诞辰110周年之际在人民大会堂被授予大学生“小平科技创新团队”的称号。

杜仲皮含有胶丝，也是中药材

宝树资源化利用

橡胶能做什么用？

我国是世界最大橡胶消费国，但主要原料三叶橡胶属热带植物，在我国适生区域很窄，仅能在海南岛和西双版纳等地栽培。据不完全统计，2022年我国天然橡胶产量81.84万吨，表观需求量343.03万吨，进口依存度连续10多年超过75%。

打破我国天然橡胶资源自给率低这个瓶颈的希望寄托在了杜仲胶上，但杜仲橡胶提取和提纯技术落后，成为制约我国杜仲橡胶产能的关键问题之一。

“传统的化学提取法成本高、效率低、纯度差、溶剂还污染环境。生物提胶法也存在着发酵条件不易控制、发酵后的胶体不易提纯等缺陷。”朱铭强博士毕业后留校，就开始着力攻克杜仲胶提纯难关。

加入杜仲胶的轮胎更耐磨（朱铭强供图）

坚持不懈，终有成果。

近日，朱铭强团队在杜仲胶功能材料开发研究上取得新突破，将杜仲胶提取纯度提高到99.0%以上，攻克了“杜仲胶高效提取和提纯”这一科学难题。

朱铭强带领主要由青年教师和研究生组成的团队，首次提出了绿色低共熔溶剂耦合生物法清洁提取杜仲胶新途径——乳酸-氯化锌溶剂体系。与机械粉碎、碱处理等杜仲胶传统提取方法相比，新方法杜仲胶提取效率大幅提升，杜仲胶产率、纯度分别超过91.0%和99.0%。

杜仲胶的提取分离成本大幅降低了，但杜仲胶又出现了原材料供应不足的问题。可喜的是，2016年12月原国家林业局出台的《全国杜仲产业发展规划（2016—2030）》明确提出，到2030年我国将新增杜仲种植面积300万公顷，这为整个杜仲产业发展提供了后续动力。

“若能实现300万公顷杜仲产业基地的发展规模，我国杜仲橡胶年产量将超过120万吨，为我国目前天然橡胶产量的1—2倍，可实现60%的需求量。”朱铭强说。

河南商丘杜仲产业种植基地

杜仲产业迎来春天

杜仲胶独有的橡胶—塑料二重性使其在热塑性、热弹性和高弹性等功能材料和工程材料领域的应用前景日益凸显，国民经济和国防军工对杜仲胶在产量、品质、性能等方面提出迫切需求。

杜仲种植面积扩大了，能不能让这棵宝树变得更值钱？能不能提高它的采收效率？产业发展中的新问题又涌现出来。

基于上游清洁高效提取所得杜仲胶，研究团队采用分子动力学方法，预测了杜仲胶与丁腈橡胶、天然橡胶的相容性。结果表明，当杜仲胶含量小于50%时，杜仲胶和丁腈橡胶在398开氏温度下具有良好的共混性能，杜仲胶和天然橡胶在350开氏温度下具有良好的共混性能。团队因此提出了一种杜仲胶复合丁腈橡胶或天然橡胶的共混硫化工艺。研究发现，与传统橡胶产品相比，该共混硫化工艺所得混炼胶具有更优异的抗老化性能、抗屈挠性能、耐磨性、疏水性等。

利用杜仲胶的优异性能，朱铭强带领团队结合自创固化技术体系，采用磁性填料——锰锌铁氧体中空微球和导电填料——超导炭黑，通过热压成型工艺开发了兼顾耐磨性、疏水性和抗腐蚀性能的杜仲胶基绿色高效电磁屏薄膜，其电磁干扰屏蔽效率大于80分贝。通过复磁导率、复介电常数和电磁干扰屏蔽效率计算等手段，团队揭示了该材料以介电损耗为主导，协同磁损耗的电磁干扰屏蔽机制。

以上研究结果，为杜仲胶清洁高效规模化提取分离提供了技术支撑，为以杜仲胶为聚合物基体，在新能源汽车、雷达信号屏蔽、柔性可穿戴设备等新型应用场合开发多功能电磁干扰屏蔽产品提供了理论支持。

理论指导实践，实践推动理论。

叶林和果林是目前杜仲种植中最具潜力的产业化综合利用模式。“对于1亩地而言，2至3人连续作业10个小时才能完成平茬任务，另需要一天时间才能采集完树叶，而剥完树枝皮需要10个人用20天时间。”朱铭强说，传统的人工收获方式效率低、成本高，难以满足杜仲产业快速发展对原料的需求。

针对叶林种植模式，朱铭强带领团队首次研发了杜仲播种机、平茬以及脱叶剥皮机装备。使用该平茬以及脱叶剥皮机装备，每天可采收杜仲林5—8亩。在杜仲翅果采收上，朱铭强团队研发了锤片式杜仲翅果剥壳机，新装备对种子的损失率仅为1.78%，去杂率超过90%，实现了翅果规模化机械剥壳以及果仁和果壳的高效分离。

浑身都是宝的杜仲，随着机械化采收装备与技术的提高，迎来了产业发展的春天。1986年出生的朱铭强，盯着杜仲产业发展，带领团队不断攻坚克难，成效卓著，也被业界称为“杜仲博士”。

目前，朱铭强团队提出从种植到收获的全程“订单式杜仲林业”种植模式，在陕西、新疆、河南、山东等地推广杜仲丰产基地6万亩，种植户年收入最高200余万元。

“我们对杜仲这棵宝树充满希望！”朱铭强说。

（本版图片除署名外由杜红岩摄）

来源：中国绿色时报

作者：付文婷 靳军