北京林業(yè)大學(xué)許鳳教授課題組長期致力于生物質(zhì)資源的高值化利用研究，特別是在生物質(zhì)基功能新材料的開發(fā)與生物化工產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新方面取得了系列重要進(jìn)展。課題組以林業(yè)剩余物、農(nóng)作物秸稈等可再生生物質(zhì)為原料，通過綠色、高效的轉(zhuǎn)化策略，成功構(gòu)建了一系列性能優(yōu)異、應(yīng)用前景廣闊的新材料與化工產(chǎn)品，為生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了有力的科技支撐。

一、 研究背景與核心方向
面對化石資源日益枯竭與環(huán)境問題的挑戰(zhàn)，開發(fā)利用可再生的生物質(zhì)資源已成為全球共識。許鳳教授課題組立足林業(yè)工程與林產(chǎn)化學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢，聚焦于將木質(zhì)纖維素等復(fù)雜生物質(zhì)組分解構(gòu)并定向轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。其核心研究方向主要包括：

1. 生物質(zhì)納米纖維素的精準(zhǔn)制備與功能化改性：利用物理、化學(xué)及生物方法，從生物質(zhì)中提取出具有優(yōu)異力學(xué)性能、高比表面積和良好生物相容性的納米纖維素，并通過表面修飾賦予其疏水、導(dǎo)電、吸附、熒光等特定功能，拓展其在復(fù)合材料、柔性電子、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
2. 生物質(zhì)基多孔碳材料的可控合成與應(yīng)用：以生物質(zhì)為碳前驅(qū)體，通過活化、摻雜等工藝，制備具有特定孔結(jié)構(gòu)（微孔、介孔、大孔）和表面化學(xué)性質(zhì)的活性碳、碳?xì)饽z、碳納米片等材料，廣泛應(yīng)用于能源存儲(chǔ)（超級電容器、電池電極）、環(huán)境修復(fù)（吸附劑、催化劑載體）等領(lǐng)域。
3. 生物質(zhì)衍生平臺化學(xué)品的綠色催化轉(zhuǎn)化：研究生物質(zhì)組分（如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素）通過催化水解、氫解、氧化等途徑轉(zhuǎn)化為糠醛、5-羥甲基糠醛、木質(zhì)素單體等高價(jià)值平臺化學(xué)品，并進(jìn)一步合成高性能聚合物、燃料添加劑或精細(xì)化學(xué)品。
4. 生物質(zhì)基智能響應(yīng)材料與生物醫(yī)用材料：開發(fā)基于纖維素、殼聚糖等天然高分子的刺激響應(yīng)性水凝膠、藥物控釋載體、組織工程支架等，探索其在智能傳感、傷口敷料、再生醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用潛力。

二、 代表性工作與技術(shù)研發(fā)亮點(diǎn)
課題組近年來在多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新突破：

• 綠色預(yù)處理與組分分離技術(shù)：開發(fā)了低能耗、低污染的物理/化學(xué)聯(lián)合預(yù)處理方法，有效破解生物質(zhì)抗降解屏障，實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的高效、清潔分離，為后續(xù)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。
• 納米纖維素宏量制備與分散技術(shù)：優(yōu)化了高壓均質(zhì)、機(jī)械研磨等工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了納米纖維素的規(guī)模化穩(wěn)定生產(chǎn)，并解決了其在聚合物基體中的均勻分散難題，顯著提升了復(fù)合材料的性能。
• 功能材料的構(gòu)效關(guān)系與性能調(diào)控：系統(tǒng)研究了材料制備工藝（如碳化溫度、活化劑種類）、微觀結(jié)構(gòu)（如孔徑分布、表面官能團(tuán)）與其最終性能（如電化學(xué)性能、吸附容量）之間的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了材料性能的定向設(shè)計(jì)與精準(zhǔn)調(diào)控。
• 生物化工過程的集成與強(qiáng)化：注重工藝路線的集成創(chuàng)新，例如將生物催化與化學(xué)催化相結(jié)合，構(gòu)建“一鍋法”串聯(lián)反應(yīng)體系，提高轉(zhuǎn)化效率與原子經(jīng)濟(jì)性；或通過過程強(qiáng)化手段（如微波、超聲輔助）縮短反應(yīng)時(shí)間，降低能耗。

三、 應(yīng)用前景與產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)
課題組研發(fā)的生物質(zhì)基功能新材料與技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力：

• 環(huán)保領(lǐng)域：生物質(zhì)基多孔碳材料用于高效吸附水體中的重金屬離子、有機(jī)污染物；功能性膜材料用于水處理與分離。
• 能源領(lǐng)域：高性能生物質(zhì)碳電極材料用于超級電容器和鋰/鈉離子電池，助力新能源存儲(chǔ)；生物質(zhì)衍生液體燃料或添加劑有助于降低對化石燃料的依賴。
• 高端制造與包裝領(lǐng)域：納米纖維素增強(qiáng)的輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合材料可用于汽車、航空的輕量化部件；全生物基可降解薄膜、涂層材料為綠色包裝提供解決方案。
• 生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：生物相容性良好的納米纖維素基水凝膠、敷料等產(chǎn)品，在醫(yī)療健康領(lǐng)域具有重要價(jià)值。

許鳳教授課題組的工作，不僅推動(dòng)了生物質(zhì)轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)理論的深化，更通過持續(xù)的技術(shù)研發(fā)，致力于將實(shí)驗(yàn)室成果推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為我國林產(chǎn)資源的高效利用、生物基材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展以及“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出了積極貢獻(xiàn)。課題組將繼續(xù)深化在生物質(zhì)精煉、分子設(shè)計(jì)、過程工程等方向的交叉研究，引領(lǐng)生物質(zhì)基功能新材料與生物化工技術(shù)向更高層次邁進(jìn)。