炎陽當空，這個夏天充足的水肥日照，讓位于江蘇省南京市六合河王湖畔中華茉莉谷里的野茉莉“鉚足了勁”，為下一季的綻放努力汲取養分。
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70公里外的南京林業大學，化學工程學院博士后談繼淮正帶領科研團隊從上個盛花期后遺留下的野茉莉籽中提取“寶貝”。
“好一朵美麗的茉莉花，芬芳美麗滿枝丫，又香又白人人夸……”這幾乎是江南男女老少都會哼唱的地方小調。素以天賦仙姿、玉骨冰肌聞名的茉莉花，在談繼淮的眼中不僅有極高的“顏值”，“這更是一朵‘金’色的茉莉花，通過我們的技術，野茉莉籽油‘變身’制備高端生物質增塑劑的重要原料，不僅可以做到無毒化、綠色化，更將原料成本直接砍掉了七成”。談繼淮告訴《中國科學報》。
尋找有害增塑劑的替代品
談繼淮口中的增塑劑又稱塑化劑，是一類能夠改善高分子材料柔韌性、可塑性、加工性、拉伸性等特性，但不改變其化學組成的材料共性關鍵助劑，被廣泛應用于航空航天、醫用器械、汽車制造、薄膜、食品包裝、涂料和電氣絕緣等多個領域。
據統計，全球增塑劑市場規模超過295億美元，用量超過1000萬噸/年，80%以上都是石油基鄰苯二甲酸酯。
“這是一類已經被證實對人體產生致癌或致畸風險的增塑劑。”談繼淮說，“許多國家都將其列入‘黑名單’。”開發能完全替代鄰苯二甲酸酯的高端生物基增塑劑核心制備技術，已成為實現我國塑料產業高質量、可持續發展的重大戰略需求。
談繼淮從碩士研究生開始一直致力于國產高端增塑劑的研發。“傳統增塑劑行業急需找到更環保、更健康的‘綠色’接班人。我們將目標對準了完全可再生的生物質資源，從中提取具有生物降解性和優良塑化性能的生物基增塑劑。”
制備生物基增塑劑的來源比較廣泛，綜合經濟、環保、健康等多重維度，談繼淮帶領團隊先后嘗試過蓖麻油、米糠油、妥爾油、橡膠籽油……經過上千次實驗，篩選出數十種油脂，但或因成本太高，或因不符合健康和環保要求，效果都不盡如人意。
一個偶然的契機，南京林業大學林學院教授喻方圓找到談繼淮所在的課題組。喻方圓長期帶領南京林業大學茉莉花產學研平臺與中華茉莉谷共建茉莉花種質資源基因庫基地。經過十多年的建設，基地有30萬株花苗，匯集了600余份茉莉花種質資源，是南京名副其實的茉莉花“基因庫”。
“我們希望打造一個‘茉莉花+’全產業鏈，除了賞花采蜜，可以把茉莉樹脂制成藥、葉子做成茶，從花中提取的有效成分還可以做成防曬霜。”喻方圓說。但長期以來，對于野茉莉在盛花期后留下的大量花籽，團隊始終沒有找到適合的“出路”。
野茉莉籽化身綠色增塑劑原料
“我們做了一個小實驗，發現野茉莉籽中的含油量非常高，約為40%。”南京林業大學林產化學與加工工程專業博士生余敏說，“或許可以嘗試一下用野茉莉籽作為生物基增塑劑的制備原料。”
團隊將花籽經化學反應后提取種子油，加入特種醇醚，并首創了多羧酸醚酯結構，建立了增容基團與材料相互作用的機制，成功確定影響植物基增塑劑相容性的關鍵因子，創建結構和性能可調的新型植物油基增塑劑體系，建立分子動力學模型。這樣一來，材料的增塑性能可提升3倍，抗遷移性提升6倍，原料成本則下降了至少70%。
“最關鍵的是，在整個制備過程中，我們創制了高效循環的催化劑。”南京林業大學材料與化工專業研究生齊維君解釋，“傳統的催化劑，使用一次就要加一次堿進行中和，而我們的工藝能夠實現多次循環、重復利用，在保證產物高純度的同時，也能最大程度降低生產過程中‘三廢’的排放量。”
目前，談繼淮帶領的這支由南京林業大學化學工程學院研究生組成的科創團隊已申請專利16項，產品在全國12家企業進行推廣，首獲訂單1600余萬元。
1畝地可以產出近300斤的野茉莉籽油，1噸油可用于2.5噸增塑劑產品的制造……談繼淮算了一筆賬，“全國預計供油量30萬噸/年，這樣至少能夠產出75萬噸的高端生物質增塑劑，差不多和全年進口量齊平。真是一朵香飄萬里的‘金’茉莉！”李晨
《中國科學報》 (2022-08-24 第3版 領域)
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