瑞士苏黎世联邦理工学院等机构开发绿色化学工艺，利用酶控结晶生产可回收防火复合材料

瑞士苏黎世联邦理工学院与瑞士联邦材料科学与技术实验室的研究人员近日公布了一项创新成果，他们通过绿色化学工艺，利用酶控矿物结晶技术，从木屑和鸟粪石中生产出高性能阻燃复合材料。这一进展有望推动矿物加工、结晶反应器设计及工业废物流回收领域的发展。

相关研究发表于《Chem Circularity》期刊，重点探讨了在受限条件下，从新伯里石到鸟粪石的酶诱导固-矿物相变过程。研究人员采用从西瓜籽提取的脲酶催化尿素水解，实现了铵离子的受控和渐进释放，从而有效驱动结晶反应。

论文指出，这种受控离子释放机制对于生成大型、清晰且能适应复杂颗粒表面形貌的鸟粪石晶体至关重要，而传统结晶方法往往难以达到这一效果。该技术还展示了酶促反应速率可作为调控复合材料制造中晶体形态和矿物相结果的关键参数。

对于废水处理工厂的运营商而言，该工艺提供了新的原料来源。鸟粪石通常在污水处理系统中积累并堵塞管道，被视为处理难题。研究人员在新闻声明中表示，这些沉积物可被转化为粘合剂的可行原材料，将操作困扰转化为可回收的资源输入。

这种复合材料通过简单的热和机械处理，展现了完全的可回收性——矿物前体可被回收、再沉淀和再利用，且机械性能未出现明显下降，符合循环经济的设计理念。

下一步工作将聚焦于扩大生产规模，并优化更大反应器系统的结晶过程。新闻声明提到，尽管废物流采购可能提升经济性，但粘合剂成本相对于传统替代品仍是工业应用的主要挑战。