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電子廢棄物正以驚人的速度增長，其對環(huán)境和人類健康的負(fù)面影響引發(fā)廣泛關(guān)注。閉環(huán)回收，即在回收過程中不損害材料質(zhì)量的回收技術(shù)，對于減輕全球環(huán)境負(fù)擔(dān)和建立循環(huán)材料經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。目前，科學(xué)家在部分塑料的閉環(huán)回收方面已有一些成功嘗試，但這些方法存在高能耗或需使用苛刻化學(xué)品的問題。相比之下，生物技術(shù)憑借其固有的選擇性和溫和的工作條件等優(yōu)勢，為解決這些問題提供了潛在替代方案。不過，設(shè)計可閉環(huán)生物回收的材料對生物制造、生物解構(gòu)以及兩者之間的兼容性提出了很高要求。

研究團(tuán)隊(duì)將開發(fā)的“氣溶膠輔助生物合成”新興生物制造策略與特異性酶降解過程相結(jié)合，成功設(shè)計并制備出可閉環(huán)生物回收的纖維素基復(fù)合介電薄膜。具體來說，“氣溶膠輔助生物合成”法是一種通用且可擴(kuò)展的策略，可將葡萄糖單體和功能構(gòu)筑單元加工成纖維素基功能復(fù)合材料。同時，纖維素酶水解是一項(xiàng)成熟技術(shù)，能特異性地將纖維素解聚為葡萄糖，且不影響其他組分。兩種生物過程足夠溫和，無需高溫高壓或使用有毒化學(xué)品，即可形成“原料－產(chǎn)品－廢棄物”的閉環(huán)。

研究表明，因具有優(yōu)異的綜合性能及閉環(huán)生物可回收性，這種纖維素基介電薄膜在可持續(xù)電子器件領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。比如，基于該薄膜加工的電子器件的信號傳輸損耗顯著低于商用的環(huán)氧樹脂基底。而且，纖維素基介電薄膜成本與商用介電薄膜相當(dāng)。

研究人員介紹，這種結(jié)合氣溶膠輔助生物合成和酶降解的閉環(huán)生物回收策略，對開發(fā)下一代可持續(xù)電子材料和電子器件具有重要指導(dǎo)意義。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41893-025-01606-9