秸秆破局 引领绿色材料革命

　　5月28日，在山西转型综改示范区科技创新孵化基地的山西生物质新材料产业研究院实验室里，一个由玉米秸秆转化为地膜的生物化学反应正在悄然进行中。在这里，昔日被焚烧或者废弃的秸秆、芒草等农林资源，经过一系列科技赋能，摇身变为可降解地膜、高性能碳纤维复合材料的核心原料。这不仅破解了国产环氧树脂韧性不足的难题，更开辟了一条“变废为宝”的碳中和新路径。
秸秆地膜白色污染终结者
　　5月19日上午，在国家农高区的试验田里，由山西生物质新材料产业研究院联合山西农业大学、有机旱作农业全国重点实验室研发的秸秆基全生物降解地膜在田间缓缓铺展。6—12个月后，这些地膜将会完成使命，完全降解为二氧化碳和水，不留一丝污染痕迹，真正实现“增产不增污”的生态农业目标。“该可降解地膜以秸秆为原料，经生物炼制技术提取聚合型乳酸，转化为可降解生物塑料。其强度与传统塑料地膜相当，铺设70天后仍能保持80%的性能。”山西生物质新材料产业研究院技术工程师刘畅介绍，该地膜保水保温性能突出，玉米、小麦等作物平均增产6—8%；成本比市售可降解地膜降低30%，彻底打破可降解地膜的价格壁垒。
　　此外，每5吨秸秆可生产1吨纤维素聚乳酸用于可降解农用地膜。山西省作为有机旱作农业示范区，每年产生数百万吨秸秆，同时饱受传统石化地膜残留导致的土壤板结之痛。研究院构建了“从田里来，回田里去”的绿色循环模式：回收秸秆→制成地膜→回归农田。这不仅解决了农业废弃物处理难题，更让耕地彻底告别“白色污染”。据测算，若全省秸秆资源充分利用，可形成年产百万吨级生物塑料的能力，构建覆盖全国的绿色农膜替代网络。
生物树脂突破技术难题
　　研究院实验室的另一端，科研人员正源源不断地从秸秆中提取关键物质——酶解木质素。这种广泛存在于植物里的天然高分子物质，凭借其独特的分子结构、高含碳量以及优异的热稳定性和耐老化性能，成为制备高性能碳纤维复合材料中基体树脂的理想原料。
　　此前，院长桑涛带领团队历经十年辛苦攻关，成功攻克了从秸秆中制取高纯度、高活性木质素的核心技术。以此木质素为原料合成的生物树脂兼具环保与高性能双重优势，突破了国产环氧树脂韧性不足的瓶颈，有望改变国内高性能树脂大部分依赖国外进口的现状，实现国产化替代。同时，成本较进口环氧树脂降低30%，且每吨应用可减排22%的二氧化碳。
　　以该生物树脂为基体制成的碳纤维复合材料，其部分力学性能比传统双酚A型环氧树脂基材高出10%-20%，强度可达钢铁的4-5倍，而重量仅为钢铁的1/5。
　　从运动器材到储氢氧气瓶，从风电叶片到医疗器械，生物树脂基碳纤维复合材料展现出“一材多用”的巨大潜力，正在重构多个产业生态，有望催生万亿级的生物基新材料应用市场。
产研融合双轮驱动产业化
　　作为国内唯一一个以建立和推广新材料生物炼制产业为目标的研究院。研究院自成立以来，取得许多不俗的成绩，其核心驱动力在于顶尖人才与创新生态。
　　山西生物质新材料产业研究院依托培养和组建的精锐技术研发团队。该团队以80后、90后博士和硕士为主体，专业覆盖材料科学、化学工程、自动化控制、植物学、农学等领域，为产业研发和发展提供了坚实的技术保障体系。
　　在创新生态方面，研究院与太原科技大学和太原理工大学就生物新材料的基础科研项目展开合作交流，并积极开展与中科院山西煤炭化学研究所、山西农业大学、中北大学、山西化工研究院等高校以及科研院所的深度合作交流，从基础研究到产业化技术研发，多层次多领域合作，这种“研-产-用”深度耦合模式，为产业化发展注入更多的科研活力，正推动研究院的产业化转型。“我们正在以高端化、规模化、全链条发展为方向，以产业化技术突破和规模化应用，带动生物基新材料产业迈向量质齐升。”正如桑涛院长所言：“当我们用秸秆造出比钢铁更强韧的材料时，颠覆的不仅是传统工业逻辑，更是对可持续发展的中国式解答。”
　　在山西这片热土上，一场以科技创新为引擎的绿色生产力革命已然澎湃兴起。它重新定义了农业废弃物的价值，正在重塑现代工业的材料基因。
记者 王盼盼 文/摄