近日，南京林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院徐徐教授團隊在國際知名期刊《Nature Communications》發(fā)表了題為“Rapidly making biodegradable and recyclable paper plastic based on microwave radiation driven dynamic carbamate chemistry”的研究論文。南京林業(yè)大學(xué)為第一完成單位，化學(xué)工程學(xué)院徐徐教授、中國林科院林化所劉鶴研究員、武漢大學(xué)陳朝吉教授及高恩來教授為通訊作者；南京林業(yè)大學(xué)和中國林科院林化所聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生楊欣欣、武漢大學(xué)副研究員余樂為論文第一作者。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金等項目的經(jīng)費資助。

該研究聚焦于纖維素紙基材料在可降解塑料替代領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，創(chuàng)新性提出了一種簡便高效、可規(guī)?；a(chǎn)的制備工藝，制備得到具有高強度、耐水耐溶劑、可降解、可回收重塑、生物相容性良好的纖維素紙塑材料。該材料通過將環(huán)碳酸酯化合物與胺類混合后的預(yù)聚物涂覆在纖維素紙張上，在微波輻射引發(fā)反應(yīng)后動態(tài)氨基甲酸酯化學(xué)鍵與纖維素紙中羥基進行相互作用，實現(xiàn)了纖維素紙塑材料快速且大規(guī)模制備。相較于純纖維素紙，該材料的力學(xué)強度顯著提升（由13 MPa提升至126 MPa），在水中浸泡1周后仍能保持80 MPa以上的力學(xué)強度，顯示出優(yōu)秀的力學(xué)性能；相較于傳統(tǒng)的塑料制品，該材料展現(xiàn)出優(yōu)秀的熱尺寸穩(wěn)定性（在150 ℃下放置半小時后仍能保持尺寸穩(wěn)定），同時也保留可生物降解性；通過材料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動態(tài)性，可將其化學(xué)降解回收和物理熱壓再生。此外，團隊成員也通過該策略對不同類型紙張進行改性制備了纖維素紙塑材料，批量制備出紙板、紙袋、紙吸管等產(chǎn)品，顯示了優(yōu)秀的氣體阻隔性能、生物相容性、熱封性能、印染能力等，該種簡便普適性制備工藝展現(xiàn)其作為塑料替代產(chǎn)品的巨大應(yīng)用潛力。

該成果為大規(guī)模和快速連續(xù)化生產(chǎn)纖維素紙塑材料提供了新思路，該材料所展示優(yōu)異性能使其能夠成為傳統(tǒng)塑料的潛在替代品，為后續(xù)纖維素紙基產(chǎn)品的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

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https://www.nature.com/articles/s41467-025-61722-0