北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程系研究团队在《Langmuir》期刊发表最新研究成果，开发出一种具有革命性的低成本水凝胶材料。该材料不仅能高效去除水体中的磷污染物，更能实现磷资源的循环利用，为解决全球面临的磷资源短缺和水体富营养化问题提供了创新方案。

这项研究由Jan Genzer教授领导，研究团队巧妙地将两种商用聚合物——聚乙烯亚胺(PEI)和聚(甲基乙烯基醚-马来酸酐)(PMVEMA)复合，开发出具有独特性能的水凝胶材料。Genzer教授解释道："我们的设计理念是创造一种既高效又环保的解决方案。传统方法需要强酸强碱处理，成本高且不环保，而我们的水凝胶在温和条件下就能完成整个磷回收过程。"

实验数据表明，这种水凝胶材料展现出卓越的性能：

磷去除效率超过90%

磷回收率高达99%

重复使用三次后仍保持97.5%的回收效率

使用50次后单次磷回收成本降至0.5美元/磅

研究团队博士生徐江峰介绍："这种水凝胶的成功关键在于其独特的分子结构设计。PEI提供了丰富的氨基结合位点，能够高效捕获磷酸盐;而PMVEMA则构建了稳定的三维网络结构，确保材料在长期使用中保持机械强度和化学稳定性。"

目前，该技术已申请临时专利，研究团队正在与多家废水处理企业和农业公司洽谈合作。据估算，若该技术大规模应用，可显著降低污水处理厂的运营成本，同时为农业提供可持续的磷肥来源。

研究团队还计划进一步优化材料性能，包括提高机械强度、延长使用寿命等。共同通讯作者Kirill Efimenko副教授表示："我们正在探索将该材料应用于污染土壤修复的可能性，这将是更具挑战性但也更有意义的应用方向。"

更多信息： Jiangfeng Xu 等，《功能性水凝胶用于选择性去除水中磷酸盐并按需释放》，Langmuir (2025)。期刊信息： Langmuir