Nat Commun：仿生多功能木质纤维素纳米框架用于可持续环境修复

Nanoyu

2022-07-28

化学污染正不断威胁着人类健康和生态系统的可持续性。持久性有机污染物(POPs)，如全氟烷基物质和多氟烷基物质(PFAS)，一旦排放，清理成本很高。因此，迫切需要创新和协同策略，但在整合工艺和成本效益方面仍然具有挑战性。

近日，得克萨斯农工大学Susie Y. Dai展示了一种仿生系统设计，通过开发可再生的工程纳米材料来解决上述挑战，从而依次吸附污染物，存储它们以进行生物修复，寄生微生物以将有毒物质降解为更良性的形式，并最终降解它们自己。

文章要点

1）研究人员通过纳米结构和功能设计获得了用于来自化学改性木质纤维素生物质的原位微生物环境修复的可再生人工植物（RAPIMER）。

2）RAPIMER克服了吸附剂、生物修复和处理系统整合方面的挑战，具有几个重要特征。首先，其由低成本和可广泛获得的纤维素和木质素制成，利用它们的亲水和疏水特性，为高效吸附PFAS创造一个两亲环境。第二，RAPIMER为细菌和真菌的生长提供了天然的基质，白腐真菌在其上分解PFAS，RAPIMER本身协同分解PFAS，而不会产生二次污染。特别是，RAPIMER可以以更高的生物利用度提供有毒底物，以提高效率和痕量PFAS修复，独特地整合了治疗系列。第三，由于木质素是一种天然的顽固底物，RAPIMER支持氧化还原酶的表达，将PFAS降解为良性物质。因此，RAPIMER是一种基于单一植物的纳米材料，能够在其内部实现整个治疗系列。

3）实验结果显示，RAPIMER具有高吸附能力，能够高效降解有毒物质和最终降解源物质，并且由低成本材料制成。因此，RAPIMER为修复PFAS和更普遍的POPs提供了一种具有成本效益的可持续方式。

参考文献

Li, J., Li, X., Da, Y. et al. Sustainable environmental remediation via biomimetic multifunctional lignocellulosic nano-framework. Nat Commun 13, 4368 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-31881-5

https://doi.org/10.1038/s41467-022-31881-5