盛夏时节，在山西转型综改示范区科技创新孵化基地，山西生物质新材料产业研究院（以下简称“研究院”）的实验室里，一场关乎绿色材料革命的“魔法”正在上演。曾经被视作农业废弃物的秸秆、芒草，在前沿科技的催化下，突破传统材料的桎梏，化身可降解地膜、高性能碳纤维复合材料的核心原料，用科技创新书写着绿色发展的崭新篇章。
秸秆地膜终结白色污染
今年5月下旬，国家农高区的试验田里，由研究院联合多方力量研发的秸秆基全生物降解地膜缓缓铺开，这不仅是一次普通的农田作业，更是一场向“白色污染”宣战的冲锋。传统石化地膜残留造成的土壤板结问题，长期困扰着农业生产，而研究院的科研团队凭借科技创新，成功打破这一困局。
据研究院的技术工程师刘畅介绍，该可降解地膜以秸秆为原料，运用生物炼制技术提取聚合型乳酸，进而转化为可降解生物塑料。在性能方面，它丝毫不逊色于传统塑料地膜，铺设70天后仍能保持80%的性能，同时具备突出的保水保温效果，使玉米、小麦等作物平均增产6%~8%。更为关键的是，其成本比市售可降解地膜降低30%，彻底打破了可降解地膜因价格过高难以推广的壁垒。
从技术层面来看，这一成果的背后是研究院对生物炼制技术的深度钻研与创新应用。通过不断优化工艺流程，提高原料转化率，使得每5吨秸秆就能生产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，每年产生的数百万吨秸秆，如今都成为绿色发展的宝贵资源。研究院构建的“从田里来，回田里去”绿色循环模式，不仅解决了农业废弃物处理难题，更让耕地彻底摆脱了“白色污染”的威胁。据测算，若全省秸秆资源充分利用，将形成年产百万吨级生物塑料的能力，构建起覆盖全国的绿色农膜替代网络，这无疑是科技创新助力生态农业发展的生动实践。
生物树脂打破技术垄断
在研究院实验室的另一端，科研人员正专注于从秸秆中提取酶解木质素，这一物质的成功提取与应用，标志着我国在高性能树脂领域实现了重大突破。此前，国产环氧树脂韧性不足，国内高性能树脂大部分依赖国外进口，而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。
以这种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。在性能上，它突破了国产环氧树脂韧性不足的瓶颈，以该生物树脂为基体制成的碳纤维复合材料，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，重量却仅为钢铁的1/5。在成本方面，较进口环氧树脂降低30%，且每吨应用可减排22%的二氧化碳。
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。这一成果不仅有望改变国内高性能树脂依赖进口的现状，实现国产化替代，更将重构多个产业生态，催生万亿级的生物基新材料应用市场，彰显了科技创新在推动产业升级、保障国家材料安全方面的强大力量。
产研融合驱动高质量发展
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，其取得的不俗成绩，得益于顶尖人才与创新生态的双轮驱动。
在人才队伍建设上，研究院依托培养和组建的精锐技术研发团队，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、农学等多个领域。这些年轻的科研人才，带着创新的思维和蓬勃的朝气，为产业研发和发展提供了坚实的技术保障体系。
在创新生态构建方面，研究院积极开展与太原科技大学、太原理工大学等高校在生物新材料基础科研项目的合作交流，同时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及科研院所进行深度合作。从基础研究到产业化技术研发，多层次多领域的合作形成了“研—产—用”深度耦合模式，为产业化发展注入源源不断的科研活力。正如桑涛所言：“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。”
科学导报记者 马骏
