5月8日,南京林业大学“南京膜彩团队”传来技术突破的消息。由李梦洁博士带领的团队,依托林产化学加工工程国家重点实验室,成功研发出“木质纤维素透气全降解地膜”。该产品针对我国“三北”工程沙地农业的极端气候(大风、低温、盐碱),解决了传统地膜“回收难、污染重”与现有可降解地膜“性能差、不透气”的行业痛点,填补了沙地专用农膜的技术空白。
项目创始人李梦洁博士介绍,团队在内蒙古巴彦淖尔的调研中发现,当地风沙大、温差大(可达-10℃至15℃)、土壤盐碱化严重(pH值8.5~10)。普通聚乙烯(PE)地膜易被风刮破且难回收,而市面上的生物降解地膜往往机械性能差、不透气,导致作物根系缺氧。
针对上述难题,团队创新性地提出了“生物质绿色溶解+光控微环境+亲酶降解”的技术路线:极端环境机械性能强化: 创制绿色低共熔溶剂,重构纤维素氢键网络。经检测,该地膜在-15℃低温下拉伸强度保留率仍≥95%,耐盐碱性达pH 9.2,彻底解决了地膜在沙地易脆断、难铺设的问题。光控智能透气: 利用偶氮苯与螺吡喃的光致异构效应,实现了“昼开夜闭”的智能调控。当清晨光照>300lux时,分子链旋转释放孔隙,透气透水;傍晚光照减弱,孔隙闭合保温。这一技术完美平衡了沙地作物对“保温”与“透气”的双重刚性需求。盐碱地全降解: 通过分子界面工程引入亲水亲酶基团,构建微生物特异性识别位点。实测显示,地膜在干旱盐碱土壤中120天即可全降解,无微塑料残留,降解率高达99%。
目前,团队已在江苏宿迁建立了中试生产线,良品率达97%。在与其他企业同类产品的对比中,南京膜彩的地膜在拉伸强度(2.6-3.7N)、断裂伸长率(>500%)及耐盐碱性上均表现优异。该产品已申请专利12件,发表SCI论文16篇。
李梦洁说:“我们利用林产化工的技术,将秸秆等生物质转化为高值农膜,不仅实现了‘以塑代塑’,更是在用科技为国家粮食安全‘压舱石’保驾护航。”
通讯员 张雄飞尹申申
