近日，北京林業大學材料科學與技術學院彭鋒教授團隊在環境與可持續發展領域頂級期刊《Nature Sustainability》（IF 25.7）在線發表了一項突破性研究成果。北京林業大學為該論文的唯一通訊單位。

該團隊基于在半纖維素化學改性與功能轉化方向的長期積累，以工業副產物結晶木聚糖為原料，成功開發出一種高性能、可重復使用的生物基熱熔膠（XA），不僅為新型生物質基膠黏劑的設計提供了創新思路，也為半纖維素的高值化利用提供新思路和新技術。

研究成果介紹

木聚糖類半纖維素是植物細胞壁中的一類重要天然高分子，與纖維素和木質素共同構成了木質纖維生物質的主要成分。半纖維素是僅次于纖維素的第二大可再生碳水化合物資源，在農作物秸稈、林木生物質中含量豐富，但在制漿造紙工業和生物乙醇工業的生產過程中，大部分的半纖維素在預處理后被降解或溶出，因此未能得到有效利用。

彭鋒教授團隊通過氧化還原反應，對木聚糖進行分子重構，使其轉變成一種新型熱熔膠。在不同加熱條件下，包括使用吹風機進行簡易加熱或在100 ℃下加熱5分鐘，該膠黏劑均可實現有效固化。經測試，在木材基底間的粘接強度可達約31 MPa，其力學性能不僅優于傳統石油基商用環氧樹脂和EVA（乙烯-醋酸乙烯共聚物）熱熔膠，也顯著優于目前已報道的以多糖、蛋白質和多酚等生物質為原料制備的各類生物基膠黏劑。更為突出的是，木聚糖熱熔膠展現出優異的可重復使用性能：在經歷10次加熱-冷卻固化循環后，其粘接強度仍可保持在初始值的100%以上。這一特性顯著區別于大多數現有生物質基膠黏劑，后者通常不具備可循環使用能力，從而限制了其在實際應用中的可持續性。

木聚糖膠黏劑的制備及其表征

木聚糖膠黏劑的膠合性能

北京林業大學材料學院2022級博士研究生呂子文為論文第一作者，青年教師饒俊和彭鋒教授為共同通訊作者。材料學院郝翔老師、陳閣谷老師和呂保中老師在本研究中提供了寶貴的指導與支持，研究生閆雪晴、賈思雨和潘靜也參與了部分實驗工作，為研究的順利開展做出了重要貢獻。