生物基聚合物微孔膜制备与改性研究获突破 宁波材料所引领绿色材料技术新进展

随着全球对可持续发展与环境保护的日益重视，生物基材料的研发与应用已成为材料科学领域的前沿热点。在这一背景下，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（以下简称“宁波材料所”）在生物基聚合物微孔膜的制备及改性技术方面取得了重要研究进展，为高性能、环境友好型分离膜材料的开发提供了新的思路与技术支撑。

生物基聚合物微孔膜是一类以可再生生物质资源（如纤维素、淀粉、聚乳酸等）为原料，通过特定工艺制备而成的具有微米或纳米级孔道结构的功能薄膜。这类材料不仅具备传统聚合物膜的选择性分离、吸附、催化等性能，还因其原料可再生、生物可降解、碳足迹低等优势，在污水处理、气体分离、生物医药、能源存储等领域展现出巨大的应用潜力。生物基聚合物在成膜性、机械强度、热稳定性及分离精度等方面仍存在一定局限，制约了其规模化应用。

针对上述挑战，宁波材料所的研究团队通过分子设计、工艺优化及表面改性等多维度创新，系统提升了生物基聚合物微孔膜的综合性能。在制备技术方面，团队开发了绿色溶剂体系与可控相分离成膜工艺，实现了孔结构（包括孔径、孔隙率、孔分布）的精确调控，从而显著提高了膜的渗透性与分离选择性。例如，通过引入仿生矿化或纳米复合技术，在膜内构建了多层次孔道网络，使其在保持高通量的对特定分子或离子的截留率提升至95%以上。

在改性研究方面，团队聚焦于增强膜的稳定性与功能化特性。通过表面接枝、共混改性或界面工程策略，成功改善了生物基聚合物的疏水性、抗污染性及机械强度。例如，利用等离子体处理或生物酶催化在膜表面引入功能性基团，使其具备抗菌、抗粘附或刺激响应等智能特性，拓展了其在生物医用领域的应用场景。通过与非生物基材料（如石墨烯、金属有机框架等）的复合，进一步提升了膜的热稳定性和化学耐受性，使其能够适应更苛刻的工业环境。

这一系列研究成果不仅深化了对生物基聚合物成膜机理与结构-性能关系的理解，也为推动分离膜技术的绿色转型提供了实质性突破。目前，相关技术已进入中试验证阶段，并在部分示范工程中展现出良好的应用效果，如用于工业废水中有机物回收、海水淡化预处理及锂离子电池隔膜等。

宁波材料所将继续围绕生物基材料的高值化与功能化，探索更高效的制备工艺和更智能的改性策略。结合人工智能辅助设计、低碳制造工艺等跨学科手段，有望进一步降低生产成本、提升膜材料性能，加速生物基微孔膜在环保、能源、医疗等关键领域的产业化进程，为全球碳中和目标与可持续发展贡献中国科技力量。