北京林業(yè)大學許鳳教授課題組長期致力于生物質資源的高值化利用研究，特別是在生物質基功能新材料的開發(fā)與生物化工產品技術創(chuàng)新方面取得了系列重要進展。課題組以林業(yè)剩余物、農作物秸稈等可再生生物質為原料，通過綠色、高效的轉化策略，成功構建了一系列性能優(yōu)異、應用前景廣闊的新材料與化工產品，為生物質產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的科技支撐。

一、 研究背景與核心方向
面對化石資源日益枯竭與環(huán)境問題的挑戰(zhàn)，開發(fā)利用可再生的生物質資源已成為全球共識。許鳳教授課題組立足林業(yè)工程與林產化學的學科優(yōu)勢，聚焦于將木質纖維素等復雜生物質組分解構并定向轉化為高附加值產品。其核心研究方向主要包括：

1. 生物質納米纖維素的精準制備與功能化改性：利用物理、化學及生物方法，從生物質中提取出具有優(yōu)異力學性能、高比表面積和良好生物相容性的納米纖維素，并通過表面修飾賦予其疏水、導電、吸附、熒光等特定功能，拓展其在復合材料、柔性電子、生物醫(yī)學等領域的應用。
2. 生物質基多孔碳材料的可控合成與應用：以生物質為碳前驅體，通過活化、摻雜等工藝，制備具有特定孔結構（微孔、介孔、大孔）和表面化學性質的活性碳、碳氣凝膠、碳納米片等材料，廣泛應用于能源存儲（超級電容器、電池電極）、環(huán)境修復（吸附劑、催化劑載體）等領域。
3. 生物質衍生平臺化學品的綠色催化轉化：研究生物質組分（如纖維素、半纖維素、木質素）通過催化水解、氫解、氧化等途徑轉化為糠醛、5-羥甲基糠醛、木質素單體等高價值平臺化學品，并進一步合成高性能聚合物、燃料添加劑或精細化學品。
4. 生物質基智能響應材料與生物醫(yī)用材料：開發(fā)基于纖維素、殼聚糖等天然高分子的刺激響應性水凝膠、藥物控釋載體、組織工程支架等，探索其在智能傳感、傷口敷料、再生醫(yī)學等方面的應用潛力。

二、 代表性工作與技術研發(fā)亮點
課題組近年來在多個關鍵技術環(huán)節(jié)實現了創(chuàng)新突破：

• 綠色預處理與組分分離技術：開發(fā)了低能耗、低污染的物理/化學聯(lián)合預處理方法，有效破解生物質抗降解屏障，實現纖維素、半纖維素和木質素的高效、清潔分離，為后續(xù)精準轉化奠定基礎。
• 納米纖維素宏量制備與分散技術：優(yōu)化了高壓均質、機械研磨等工藝參數，實現了納米纖維素的規(guī)模化穩(wěn)定生產，并解決了其在聚合物基體中的均勻分散難題，顯著提升了復合材料的性能。
• 功能材料的構效關系與性能調控：系統(tǒng)研究了材料制備工藝（如碳化溫度、活化劑種類）、微觀結構（如孔徑分布、表面官能團）與其最終性能（如電化學性能、吸附容量）之間的內在聯(lián)系，實現了材料性能的定向設計與精準調控。
• 生物化工過程的集成與強化：注重工藝路線的集成創(chuàng)新，例如將生物催化與化學催化相結合，構建“一鍋法”串聯(lián)反應體系，提高轉化效率與原子經濟性；或通過過程強化手段（如微波、超聲輔助）縮短反應時間，降低能耗。

三、 應用前景與產業(yè)貢獻
課題組研發(fā)的生物質基功能新材料與技術在多個領域展現出巨大的應用潛力：

• 環(huán)保領域：生物質基多孔碳材料用于高效吸附水體中的重金屬離子、有機污染物；功能性膜材料用于水處理與分離。
• 能源領域：高性能生物質碳電極材料用于超級電容器和鋰/鈉離子電池，助力新能源存儲；生物質衍生液體燃料或添加劑有助于降低對化石燃料的依賴。
• 高端制造與包裝領域：納米纖維素增強的輕質高強復合材料可用于汽車、航空的輕量化部件；全生物基可降解薄膜、涂層材料為綠色包裝提供解決方案。
• 生物醫(yī)學領域：生物相容性良好的納米纖維素基水凝膠、敷料等產品，在醫(yī)療健康領域具有重要價值。

許鳳教授課題組的工作，不僅推動了生物質轉化基礎理論的深化，更通過持續(xù)的技術研發(fā)，致力于將實驗室成果推向產業(yè)化應用，為我國林產資源的高效利用、生物基材料產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展以及“雙碳”目標的實現做出了積極貢獻。課題組將繼續(xù)深化在生物質精煉、分子設計、過程工程等方向的交叉研究，引領生物質基功能新材料與生物化工技術向更高層次邁進。