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邓红兵教授(中)指导学生研究。 (照片由受访者提供)
田培文 湖北日报全媒体记者
对于美食家来说,小龙虾是餐桌上的湖北美食,但对于武汉大学自然资源与环境科学学院副院长邓红兵教授来说,废弃的虾壳有着更大的潜力。
12月18日,湖北日报全媒体记者来到武汉大学,观看邓红兵将小龙虾壳变废为宝。利用龙虾壳、秸秆、蚕茧等生物质资源,改造产业,解决了产业问题。目前已获得发明专利30余项,产值已达8亿多元。
吃掉600斤螃蟹
只用于研究微塑料的“天然受体”
“我们将利用技术创新来处理废物,变废为宝。”邓红兵说甲壳素是一种苏从虾和蟹的壳中提取的物质。该成分可用作高吸附剂,使其成为微塑料的“天然受体”。研究团队用稀酸和稀碱对小龙虾壳进行处理,去除虾壳表面的部分钙和蛋白质,从而形成多孔的蟹壳。贝壳表面裸露着许多甲壳素纤维。将贝壳装入网袋中并放入水体中,可以有效吸收水中的微塑料。
邓红兵团队发现从小龙虾壳中提取的甲壳素具有很强的吸附微塑料的能力,并成功地利用虾壳甲壳素+鱿鱼骨甲壳素、鱿鱼骨甲壳素+棉纤维、甲壳素+花粉制作了全生物质纤维海绵。这三种海绵在工程纳米塑料颗粒和微米级塑料颗粒的净化方面表现出优异的性能,具有广泛的应用潜力用于天然水净化、工业废水处理、家用净水器过滤以及去除特定微量污染物。
“研究期间,我们需要大量小龙虾,所以三年吃了大约600公斤。”邓红兵的学生、武汉大学博士后董咸阳说,他强调了研究期间一个有趣的细节。 “我们第一次用我们刚为实验室购买的高温烹饪设备蒸虾。每个人都很高兴抛光和蒸虾。我做到了。我们不仅邀请我们团队的学生,还邀请其他团队一起吃饭。每人两天至少吃掉7至8公斤。 ”
“当这根吸管插入覆盖有黑色薄膜的盐碱土壤中时,它会像海绵一样吸收盐分。”邓红兵拿起吸管,发现吸管上裹着一层滤纸。这层滤纸是由来自虾、蟹壳、稻草和棉花等生物质。纤维材料“装满后捏紧、敲打,结晶盐就被丢弃。如此反复,就达到了治理盐碱地的目的,大量生产时,每根稻草只值一分钱”。
董向阳说,在青岛的田间试验中,仅用了10多天的时间,盐分就从24%降低到了1.8%,但每英亩土地需要1500至2000吨水才能充满淡水。
我们州每年产生数百万吨虾壳废物。
它包含巨大的可用空间。
根据《中国小龙虾产业发展报告(2025)》,2024年湖北省小龙虾养殖产量143.73万吨,年加工量93.96万吨。吨,分别占全国的41.66%和67.90%。邓红兵说,半斤大蟹肉少的时候去皮后,还剩下八个壳和两块肉。湖北省每年留下数百万吨虾壳,废物利用空间很大。
邓红兵拿起桌上的一个小瓷瓶,将透明的液体倒入掌心,说道:“这是甲壳素制成的护肤品,保湿效果非常强。”他介绍,甲壳素在国际上被列为人类生命第六元素,不仅广泛应用于环保领域,还广泛应用于化妆品、组织工程材料、纺织品、生物传感器、止血抗凝等领域。现在,研究团队改进了高度传统的甲壳素提取工艺。将“用浓酸去除碳酸钙、用浓碱去除蛋白质、需要大量水冲洗”的污染物,转变为环保的“稀酸+酶”处理模式。这是一个可以用水淬灭,成本将大幅降低,提取过程更加环保,行业将得到振兴。相关技术正处于试验阶段。
武汉大学甲壳素研究由张丽娜院士和杜玉民教授发起,已持续近50年。目前,邓红兵不仅要进行从“0”到“1”的基础研究,更要与产业对接,把“好成果”变成“好产品”,完成从“1”到“100”的转变。
参加工作15年来,邓红兵带领团队对虾壳、稻草、棉花、蚕茧等生物质的潜在价值和应用进行了一系列研究,开发生物质药品、化妆品和保健品。他带领团队研发的生物质纤维口腔修复膜是我国首个基于丝素蛋白的三类植入式医疗器械,100%自主知识产权的真皮,打破90%的进口依赖。该公司开发的多孔止血甲壳素微球,与美国同类产品相比,凝血时间缩短60%,出血量减少30%,开创了动脉出血紧急治疗产品的全国替代品。该专利神经手术垫可确保开颅手术的术中感染控制,预计2025年出口额将超过1000万美元。
目前,邓红兵团队正与赛罗生物、奥美医疗、安琪东方等湖北企业合作,致力于以世界一流的学术成果产生世界一流的产业创新动力。
“湖北省是小龙虾生产大省,我们将用我们的创新成果,推动小龙虾产业链‘做强’、‘做大’、‘补全’,打造全国主要创新高原之一。”甲壳素产业,最终希望实现学术影响力和产业竞争力的双向追求,让健康环保的产品渗透到更多的日常生活场景,为加快湖北省枢纽建设作出贡献。”邓红兵先生说。