湖北日报全媒记者严芳婷
在湖北，小龙虾的美味飘香全国，每年约130万吨小龙虾满足了食客的味蕾，但其中有近100万吨虾壳面临被丢弃的命运。
如今，在华中农业大学工学院研究员刘培文及其团队的不懈探索下，这些堆积如山、无人问津的虾壳，正“变废为宝”，被成功转化为高性能纳米晶体、医用止血原料、功能高蛋白质辅料等高附加值产品，每年创造的产值预计突破亿元。
零污染“淘”出高纯度纳米晶
虾壳中含有20%至30%的天然高分子材料——甲壳素，广泛应用于医疗、环保、工业等多个领域。但将其进一步提纯并制备成甲壳素纳米晶，却是一项技术难题。
常用的提取技术如酸水解法，存在设备成本高、水资源浪费严重、产品稳定性差等诸多问题。又或是TEMPO氧化法，反应物毒性大、污染重，成本高达2万元/公斤。
刘培文团队大胆创新，研发出具有自主知识产权的结构选择性氧化技术。该技术通过弱碱液浸泡与温和搅拌，将甲壳素选择性氧化并剥离成纳米晶，最后再提纯即可得到稳定的产品。
整个反应过程在常温常压条件下就能完成，所有碱液经中和回收后还可循环使用，真正实现了绿色环保零污染。
该技术制备的甲壳素纳米晶品质出众，三年内都不会出现沉淀物，产品批次稳定性极佳，成本更是大幅降低至2500元/公斤。
甲壳素纳米晶在水中呈现出乳白色、半透明的乳状液体状态，在透射电镜下可观察到其表面形貌呈尖刺状。它质量极轻，但分子强度却比陶瓷还硬，凭借“轻质高强”的特性，被誉为“工业味精”，在多种工业产品中可显著提升性能。
比如，在卷烟纸生产中，添加甲壳素纳米晶后，既能增强纸张硬度，又不会增加质量，能精准控制纸张燃烧速度；用于油漆油墨时，能使上色效率提升30%，还能增强油漆的光泽、抗裂性和抗菌能力，甚至可以吸附甲醛；在电池隔膜领域，它能强化离子传输效率、提升隔膜抗皱强度，有效降低电池短路风险。
“目前，我们已与部分车企展开业务对接，电池隔膜或将成为我们未来重点发展的下游方向。”刘培文介绍，“此外，我们还与油漆、化妆品等领域的多家企业开展新产品研发。”
让“废壳”闯出亿元新天地
“农业废弃物资源化，必须跨越绿色转化这道坎。”2021年，从德国哥廷根大学学成归国的刘培文，带着国际前沿的生物质化学研究经验投身农业废弃物转化领域，深入虾壳堆里探索农业废弃物资源化利用的新路径。
作为湖北省小龙虾产业链精深加工专家组组长，他带领团队常年奔波在加工厂、实验室和田间地头，在洪山区建成吨级虾壳资源化示范基地，将创新技术投入实践，助力潜江、洪山等地企业年回收虾壳超数万吨，真正实现农业废弃物的“吃干榨净”。
去年9月，刘培文创立生材智造科技公司，搭建900平方米的实验室，实现首批产品研发落地，每批产量10公斤，售价高达20万元。今年，2000多平方米的生产线已在咸宁嘉鱼落成。
“甲壳素纳米晶研发目前最大的问题是下游市场不通畅，对于可应用的各类产业链场景，还属于‘生面孔’。”刘培文坦言，“我们现在先瞄准科研市场，以前科研领域购买甲壳素纳米晶的价格高达6万元/公斤，而我们的产品将价格降低了6成，这部分市场将有约3000万元的营收。”
洪山区对高校科研成果转化的大力支持，为项目发展注入强劲动能。该项目入选洪山区第二批“先投后股”支持名单，获得200万元投资资金。
“政府不仅给了启动资金，还帮我们开拓市场。”刘培文感激地说道。未来，公司将全力推出甲壳素纳米晶、甲壳素纳米纤维等主力产品，以高质低价的优势进军全国市场，力争2至3年内实现年营收破亿元的目标。
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