農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學(xué)研究所秸稈資源化利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期探索，找到了一種新方法，能利用新型溶劑一步合成出既具有抗菌功能，又能吸附磷的材料。
這次研究的關(guān)鍵，是一種由葡萄糖-尿素-氯化鑭組成的三元低共熔溶劑。低共熔溶劑是由氫鍵受體和氫鍵供體組成的，能在低溫下呈液態(tài)的二元或多元混合，就像一種特殊的“液體魔法藥水”，這個(gè)溶劑的神奇之處在于它既是反應(yīng)的前驅(qū)體，又是反應(yīng)進(jìn)行的介質(zhì)，相當(dāng)于一個(gè)“人”身兼兩職。
研究人員用三元低共熔溶劑，通過一步溶劑熱法，成功合成出了生物質(zhì)炭片負(fù)載的碳酸鑭納米線。這種復(fù)合材料有著獨(dú)特的二維層狀結(jié)構(gòu)，在這層狀結(jié)構(gòu)里，碳酸鑭納米線均勻地分散其中，就好像是在一個(gè)二維的“大網(wǎng)”里，均勻分布著許多細(xì)細(xì)的“線”，它們相互配合，讓這種材料有了神奇的本領(lǐng)。
這種新合成的復(fù)合材料，在磷吸附方面表現(xiàn)得超級(jí)出色。不管是高濃度復(fù)雜的廢水，比如沼液，還是低濃度的水體，像池塘水，它對(duì)磷的去除能力都大于 99%，幾乎能把水里的磷都“抓”出來。這對(duì)解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問題有著重大意義。水體富營(yíng)養(yǎng)化，簡(jiǎn)單講就是水里營(yíng)養(yǎng)太多了，特別是磷元素多了，就會(huì)讓藻類瘋狂生長(zhǎng)，最后導(dǎo)致水質(zhì)惡化，破壞生態(tài)平衡。而這種新材料，就像是一個(gè)厲害的 “磷清潔工”，能把多余的磷從水里清除掉。
研究人員還深入探究了它的吸附機(jī)理，發(fā)現(xiàn)是配體交換誘導(dǎo)的內(nèi)層絡(luò)合主導(dǎo)著磷酸鹽的吸附過程。而且，通過密度泛函理論計(jì)算，還證實(shí)了生物質(zhì)炭片表面的含氮官能團(tuán)，就像一個(gè)個(gè)小小的“吸附助手”，能增強(qiáng)材料對(duì)磷酸根的親和力，讓材料抓磷的能力更強(qiáng)。
除了吸附磷厲害，這種復(fù)合材料在抗菌方面也毫不遜色。它對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌率達(dá)到了99.99%。金黃色葡萄球菌可是一種常見的有害細(xì)菌，能引起很多疾病，像皮膚感染、肺炎等。而這種新材料，就像一個(gè)厲害的 “細(xì)菌殺手”，能把大部分的金黃色葡萄球菌都消滅掉。
這項(xiàng)研究成果給材料合成領(lǐng)域帶來了新的思路和方法。未來，此類利用低共熔溶劑合成的多功能材料可能會(huì)在環(huán)保、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等更多領(lǐng)域大顯身手，為解決各種實(shí)際問題提供新的方案。研究得到了四川省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程等項(xiàng)目的支持。相關(guān)研究成果還發(fā)表在《先進(jìn)復(fù)合與雜化材料（Advanced Composites and Hybrid Materials）》上。
