西农大团队取得杜仲胶绿色提取与高值化应用研究重要突破

11月25日，记者从西北农林科技大学获悉，由朱铭强教授团队完成的杜仲胶绿色提取与高值化应用研究取得重要突破。该团队创新提出“橡胶优先”集成化提取策略，为我国实现天然橡胶资源自主与产业升级提供了新的技术路径。相关成果已在《化学工程学报》与《材料与设计》期刊发表。

据了解，天然橡胶是国民经济与国防安全的关键战略物资，我国天然橡胶自给率长期不足20%，高度依赖热带三叶橡胶进口。杜仲作为我国特有木本植物，是最具开发潜力的第二大胶源植物，其杜仲胶（反式-1,4-聚异戊二烯）分子呈反式结构，兼具橡胶弹性与塑料刚性。但杜仲胶产业化受限于提取技术，它以固态颗粒嵌埋于木质纤维素细胞壁内，传统方法分离困难、效率低下，且忽视占比超80%的木质纤维素组分，造成资源浪费。

为破解传统提取工艺中的瓶颈问题，朱铭强教授团队创新提出了“橡胶优先”的分步提取技术。该技术的核心是通过机械球磨与深共熔溶剂的协同作用，对植物细胞壁的定向破解。首先利用球磨剪切力选择性破碎含胶细胞，预先富集橡胶并去除大部分非胶杂质。这一新方法使橡胶提取能耗降低约24%，溶剂消耗减少超过60%，所得杜仲胶纯度达到工业应用标准。在高效提取橡胶的同时，还对非胶组分进行高值化利用，通过定制深共熔定向溶解体系和磷酸热解活化技术，同步制备出木质素与高性能电极材料。此外，该技术体系已成功拓展应用于杜仲叶、皮的多组分离中，实现了杜仲胶、活性成分及多糖的精准分离。

论文作者姚雪峰博士指出：“这相当于将传统工艺中的废弃物转化为高价值产品，真正体现了绿色化学的原子经济性原则。”

在高值化应用方面，研究团队将杜仲胶创新应用于电磁屏蔽领域，开发“杜仲胶乳回填包覆”技术。经测试，该复合材料在11.9-18GHz频段的电磁屏蔽效能高达49.4dB，反射功率小于0.5。团队还结合多物理场耦合有限元仿真，构建电磁能量衰减物理过程模型，成功研制出小型化电磁屏蔽装置，构建起从结构设计、性能调控到应用验证的全链条研发体系。

在全球碳中和进程推进的背景下，西北农林科技大学朱铭强教授团队围绕杜仲资源的高值化利用，构建了一条绿色、多元的创新路径。依托杜仲国家林业和草原局重点实验室，团队系统开展杜仲全产业链研发，从资源层面夯实了集胶、药、油、树脂、蛋白质与木质纤维素于一体的综合利用体系。

下一步，团队将持续攻关绿色、低成本的杜仲胶提取技术，并拓展其在胶材、木质素基电极材料及电磁屏蔽材料等领域的多元化应用。随着技术不断成熟，有望构建“杜仲种植—胶材提取—生物质基多功能材料生产”的闭环产业链有望建成，为我国生物质资源循环利用提供示范。

编辑｜高瑜 审核｜赵允

来源｜杨凌发布 作者｜张妮