近日,福建农林大学黄彪教授团队在化学领域国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Natural Resin Nanofilms through Flexible Coordination for Molecular Separation”的学术论文。论文第一作者为2021级博士生王美杰与游昕达副教授,通讯作者为游昕达副教授、唐丽荣副教授、黄彪教授与天津大学姜忠义教授,福建农林大学为本文第一完成单位和通讯单位,天津大学为共同通讯单位。
松香树脂因具有优异成膜性而被广泛用于涂层制备,但其刚性萜烯骨架导致材料脆性高,严重制约松香薄膜的纳米尺度加工与柔性集成应用。基于前期生物质基纳滤膜研究(Journal of Membrane Science, 2025, 734, 124391;Separation and Purification Technology, 2024, 328, 125118;Cell Reports Physical Science, 2023, 4, 101477),受中国古代“锁子甲”结构设计启发,团队提出“以柔克脆”的松香树脂薄膜加工策略。以松香分子为高强度分单元、配位键为柔性连接,利用界面配位技术制得高强韧松香基超薄纳滤膜,并在药物纯化、溶剂回收等领域具有前景。

不同于传统界面聚合技术常用的石油基溶剂,团队基于“原汤化原食”的资源化理念,选用松节油这一天然松脂产物作为溶剂构建油-水界面。研究人员将羧酸松香衍生物溶于天然松节油,再与水相中的金属离子在界面配位组装,即可构筑结构可调的纳米薄膜(图1)。该膜厚仅几十纳米,却兼得高硬度(杨氏模量~129 GPa)与柔韧性,可与商业基膜无缺陷复合。在有机溶剂纳滤应用中,松香基纳米复合膜实现了高效、持久的分子筛分,承压能力达20 bar,溶剂渗透性超出标杆纳滤膜1-2个数量级,为高性能生物质基纳滤膜开发提供了全新材料平台。



本研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、福建省自然科学基金、福建农林大学创新专项基金、福建省产学研合作项目、福建省科技创新重点项目(高校类)和福建农林大学杰出青年科研人才计划项目资助。此外,本研究还得到中国林科院王宏晓副研究员、福建农林大学分析测试中心黄幼芳博士、中山大学郑治坤教授和福建省邵武市星光化工有限公司的技术支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202513921
第一作者简介:
王美杰,1987年生,中共党员,黑龙江哈尔滨人,博士毕业于福建农林大学,目前任职于福建理工大学。主要从事生物质基纳滤膜构筑与传质分离研究,以第一作者/通讯作者在Angewandte Chemie International Edition、Journal of Membrane Science、Chemical Engineering Journal、Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition等期刊发表论文4篇,申请发明专利2项。
通讯作者简介:
游昕达,福建农林大学副教授、硕士生导师、化学工程系副主任。主要从事生物质基纳滤膜构筑与传质分离强化研究。主持国家自然科学基金青年项目、福建省自然科学基金优青/面上项目和福建农林大学杰出青年科研人才计划项目,入选福建省引进高层次人才(C类)、斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家榜单(化工领域)”、福建省科技特派员、福建农林大学百人攀登计划。第一或通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Cell Rep. Phy. Sci.、ACS Nano、J. Membr. Sci.等期刊发表论文10余篇,总引用4500余次,H因子35,获授权国家发明专利7项。
唐丽荣,福建农林大学副教授、硕士生导师。主要从事生物质资源高值化利用、纤维素先进材料的理论基础研究与产品开发。主持国家自然科学基金面上/青年项目、福建省科技厅引导性项目、福建省高校杰出青年科研人才计划项目、福建省自然科学基金计划项目和福建农林大学杰出青年科研人才专项等。入选福建省高层次人才(C类)、福建省高校杰出青年科研人才培育计划、福建农林大学杰出青年科技人才培养计划和"金山学者"青年学术新秀。以第一或通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Carbohydr. Polym.、Green Chem.等期刊发表SCI论文多篇。
姜忠义,天津大学讲席教授。国家杰出青年科学基金获得者,教育部长江学者讲座教授,“万人计划”科技创新领军人才。中国化工学会会士,中国化学会会士,英国皇家化学会会士。国家重点研发计划项目负责人,科技部重点领域创新团队负责人。创建了“仿生与生物启发膜和膜过程”研究方向,提出了“有机分子筛膜”和“电子传递-质子传递-分子传递(新三传)”概念。发表SCI论文700余篇,H因子119。担任ACS 理事会成员、ACS京津冀分会主席,Advanced Membranes等期刊副主编,Materials Horizons、Research、Journal of Membrane Science、科学通报等期刊科学编辑和编委。多次入选全球和中国高被引学者榜单。
黄彪,福建农林大学教授、博士生导师、化学工程系主任。现任国务院学位委员会学科评议组成员(第七、八届);福建省特支人才“双百计划”科技创新领军人才;全国活性炭专业委员会副主任委员。获国家科技进步二等奖1项、梁希林业科学技术奖自然科学二等奖1项、福建省科技进步二等奖2项。主持国家自然科学基金6项,以及国家科技支撑计划等科研课题十余项。在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Green Chem.等期刊发表论文200余篇;获授权国家发明专利46项,多项已转化产业应用。
