中國科大研發可閉環生物回收的介電薄膜

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 方夢宇）中國科學技術大學俞書宏院士團隊成功開發出一種可閉環生物回收的纖維素基介電薄膜，能夠提高電子器件的循環利用率，從而減少電子廢棄物。7月28日，相關研究成果發表于《自然-可持續性》。

電子廢棄物正以驚人的速度增長，其對環境和人類健康的負面影響已引發廣泛關注。閉環回收，指的是在回收過程中不損害材料質量的回收技術。這對于減輕嚴峻的全球環境負擔和建立循環材料經濟至關重要。目前，在部分塑料的閉環回收方面已有一些成功嘗試，但這些方法存在高能耗或需使用苛刻化學品的問題。相比之下，生物技術憑借其固有的選擇性和溫和的工作條件等優勢，為解決這些問題提供了潛在的替代方案。但設計可閉環生物回收的材料對生物制造、生物解構以及兩者之間的兼容性提出了很高要求。

研究團隊將發展的“氣溶膠輔助生物合成”新興生物制造策略與特異性的酶降解過程相結合，成功設計并制備出可閉環生物回收的纖維素基復合介電薄膜。具體來說，“氣溶膠輔助生物合成”法是一種通用且可擴展的策略，可將葡萄糖單體和功能構筑單元加工成纖維素基功能復合材料。同時，纖維素酶水解是一項成熟技術，能特異性地將纖維素解聚為葡萄糖，且不影響其他組分。兩種生物過程足夠溫和，無需高溫高壓或使用有毒化學品，即可完成“原料—產品—廢棄物”的閉環循環。

研究表明，因具有優異的綜合性能結合閉環生物可回收性，這種纖維素基介電薄膜在可持續電子器件領域具有巨大應用潛力。比如，基于該薄膜加工的電子器件的信號傳輸損耗顯著低于商用的環氧樹脂基底。并且與商用介電薄膜相比，纖維素基介電薄膜成本與其相當，同時顯著降低了對人類健康和自然資源方面的影響。

研究人員介紹，這種結合氣溶膠輔助生物合成和酶降解的閉環生物回收策略，對開發下一代可持續電子材料和電子器件具有重要的指導意義。