文章导读
石油基塑料的强阻隔性能背后，是难降解带来的白色污染与微塑料隐忧。武汉大学邓红兵、赵泽团队在《物质》发表研究，受贻贝壳“砖-泥”结构与贻贝足丝界面黏附机制启发，以花粉微凝胶、纤维素纤维和壳聚糖为构筑单元，通过绿色干燥与热活化实现有序组装和共价交联。所得全生物基材料抗拉强度接近100 MPa，紫外防护指数超过1000，并在长期浸水条件下保持稳定。这种兼顾高强韧、高阻隔与环境友好的仿生路径，能否成为食品包装与电子防护的下一代绿色屏障方案？
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（通讯员仝德富）近日，细胞出版社（Cell Press）旗下国际权威期刊《物质》（Matter）在线发表了武汉大学资源与环境科学学院教授邓红兵、副教授赵泽团队在环境友好生物质材料领域的最新研究成果。论文题目为“Dual bioinspired structural-interfacial engineering of brick-and-mortar biocomposites for a superior integrated water/gas/UV barrier”。武汉大学资源与环境科学学院2026届博士毕业生邱奕瑾为第一作者，邓红兵、赵泽为共同通讯作者，武汉大学资源与环境科学学院为第一署名单位。
在“双碳”目标与循环经济背景下，开发兼具高阻隔性能与全生命周期环境友好性的材料已成为材料科学的重要前沿。传统石油基塑料虽凭借致密疏水结构具备优异的水、气阻隔性能，但其难降解特性也带来了白色污染和微塑料等环境问题。受自然界贻贝壳“砖-泥”结构及贻贝足丝多巴胺界面黏附机制启发，通过多尺度结构与界面协同，有望在生物基材料中同时实现高强韧、高阻隔与环境友好，为构建高性能、多功能、全生物基下一代屏障材料提供新的仿生设计路径。
研究团队构建了一种融合贻贝壳有序“砖-泥”结构与贻贝界面黏附机制的“双重仿生”策略，以花粉微凝胶、纤维素纤维和壳聚糖为主要构筑单元，通过绿色干燥和热活化过程，实现多尺度有序组装与稳定共价交联的协同调控。由此制备的全生物基复合材料兼具高强度、柔韧性、耐水性和可规模化制备潜力，抗拉强度接近100 MPa，在湿态环境下仍能够保持良好的结构完整性。与此同时，材料内部形成的致密多层结构和高度曲折的分子扩散路径，可有效阻碍水分、气体和紫外光传输，实现多维度协同屏障，其中紫外防护指数超过1000，并在长期浸水条件下保持稳定性能。该研究推动生物质材料由单一“可降解”特性向高性能、多功能方向拓展，为食品包装、电子防护等领域开发下一代绿色屏障材料提供了新的设计策略。
该研究工作得到国家自然科学基金和武汉大学科研公共服务条件平台支持。
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