近期，我校生物工程学院张梁教授团队在生物催化制备高性能抗腐抗污复合涂层方面取得重要进展，研究成果“A dual-functional modification strategy of lignin to improve anti-smudge and anti-corrosion properties in composite coating”正式发表于Chemical Engineering Journal (IF = 13.2) (https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172165)。
随着不可再生资源的枯竭，可持续绿色材料成为研究热点，而富含芳香环的木质素作为乙醇生产、造纸等工业的大量副产物，虽储量丰富、可再生，却长期因结构复杂、分散性差等问题被当作废弃物，既浪费资源又污染环境。同时，传统工业涂层大多依赖石油基原料，存在污染严重、性能单一等问题，而木质素基环氧涂层虽能替代石油原料、增强力学性能，但实际应用中易出现预聚体团聚问题，原因是碱性条件下木质素中脂肪族羟基和羧基转化不完全，残留羟基引发亲水团聚、自缩聚及过早交联，阻碍其在有机介质中均匀分散，传统洗涤过程还会导致环氧基开环、羟基重新暴露。传统乙酰化改性虽能改善分散性，却会破坏环氧基功能，无法满足严苛场景需求。
张梁教授团队针对针对这些问题，采用 “环氧化 + 酶促乙酰化” 双改性策略，首次利用脂肪酶 TrLipE 的精准催化特性，结合乙酸乙酯介导的乙酰化反应对环氧化木质素进行高效改性，开发出环氧 - 乙酰化木质素涂层（EALC），并通过 FTIR、SEM 等多种技术对改性木质素及涂层进行表征，系统评估其各项性能。研究结果显示，改性后的EAL在有机介质中分散性和相容性极佳，进而增强了EALC 的缓蚀性能与屏障性能。在3.5%氯化钠溶液中浸泡51天，腐蚀电流密度大幅降低两个数量级，阻抗模量表现优异。同时，该复合涂层的力学性能、抗紫外老化、热氧老化性能均显著提升，对生物膜形成的抑制率更是提高62.4%，大幅延长了恶劣环境下的使用寿命。这项研究不仅成功实现木质素的高值化利用，变废为宝，更开发出环保、长效、多功能的防腐涂层，为船体防污、户外防护等多个领域提供了创新方案，也为绿色材料的发展注入新动力。
图形摘要
共同通讯作者为张梁教授、朱瑞老师和王亚鑫工程师，我校2023级博士生高放为第一作者。上述研究得到了国家自然科学基金（22308121）、中国烟草总公司重点研发项目（110202402036）、安徽中烟工业有限责任公司研究项目（2024156）、中国海洋石油集团有限公司综合科研项目（KJZH-2025-1703）资助。
近年来张梁教授团队以合成生物学科学理论为指导，在系统开展高效合成高值化合物细胞工厂构建及产业化方面取得丰硕成果，相关研究成果已发表在Chemical Engineering Journal (2025)、Chemical Engineering Journal (2025)，Journal of Agricultural and Food Chemistry (2025)，ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2024)，Chemical Engineering Journal (2023)等本领域权威期刊。
