近日，北京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院彭鋒教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Nature Sustainability》（IF 25.7）在線發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究成果。北京林業(yè)大學(xué)為該論文的唯一通訊單位。

該團(tuán)隊(duì)基于在半纖維素化學(xué)改性與功能轉(zhuǎn)化方向的長(zhǎng)期積累，以工業(yè)副產(chǎn)物結(jié)晶木聚糖為原料，成功開(kāi)發(fā)出一種高性能、可重復(fù)使用的生物基熱熔膠（XA），不僅為新型生物質(zhì)基膠黏劑的設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)新思路，也為半纖維素的高值化利用提供新思路和新技術(shù)。

研究成果介紹

木聚糖類半纖維素是植物細(xì)胞壁中的一類重要天然高分子，與纖維素和木質(zhì)素共同構(gòu)成了木質(zhì)纖維生物質(zhì)的主要成分。半纖維素是僅次于纖維素的第二大可再生碳水化合物資源，在農(nóng)作物秸稈、林木生物質(zhì)中含量豐富，但在制漿造紙工業(yè)和生物乙醇工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，大部分的半纖維素在預(yù)處理后被降解或溶出，因此未能得到有效利用。

彭鋒教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)氧化還原反應(yīng)，對(duì)木聚糖進(jìn)行分子重構(gòu)，使其轉(zhuǎn)變成一種新型熱熔膠。在不同加熱條件下，包括使用吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)易加熱或在100 ℃下加熱5分鐘，該膠黏劑均可實(shí)現(xiàn)有效固化。經(jīng)測(cè)試，在木材基底間的粘接強(qiáng)度可達(dá)約31 MPa，其力學(xué)性能不僅優(yōu)于傳統(tǒng)石油基商用環(huán)氧樹(shù)脂和EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）熱熔膠，也顯著優(yōu)于目前已報(bào)道的以多糖、蛋白質(zhì)和多酚等生物質(zhì)為原料制備的各類生物基膠黏劑。更為突出的是，木聚糖熱熔膠展現(xiàn)出優(yōu)異的可重復(fù)使用性能：在經(jīng)歷10次加熱-冷卻固化循環(huán)后，其粘接強(qiáng)度仍可保持在初始值的100%以上。這一特性顯著區(qū)別于大多數(shù)現(xiàn)有生物質(zhì)基膠黏劑，后者通常不具備可循環(huán)使用能力，從而限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的可持續(xù)性。

北京林業(yè)大學(xué)材料學(xué)院2022級(jí)博士研究生呂子文為論文第一作者，青年教師饒俊和彭鋒教授為共同通訊作者。材料學(xué)院郝翔老師、陳閣谷老師和呂保中老師在本研究中提供了寶貴的指導(dǎo)與支持，研究生閆雪晴、賈思雨和潘靜也參與了部分實(shí)驗(yàn)工作，為研究的順利開(kāi)展做出了重要貢獻(xiàn)。

(關(guān)鍵字：生物基)