近日，我校木本油料资源利用全国重点实验室于海鹏教授、刘永壮教授团队在Nature Communications发表题为“Lignin dynamic networks break the strength–toughness trade-off in thermoplastic elastomers”的研究论文，提出利用木质素多元醇构筑三维层级动态超分子网络，成功实现热塑性聚氨酯弹性体强度、韧性、弹性回复、抗损伤能力和可回收性的协同提升。所得木质素基热塑性聚氨酯弹性体（Lig-TPUE）拉伸强度达到127.7 ± 9.52 MPa，断裂韧性达到1.43 ± 0.11 GJ·m⁻³，展现出优异的综合性能。相关研究成果正开展规模化放大，并积极推进成果应用转化。
木质素是林木生物质中唯一具有天然芳香结构的高分子组分，拥有独特的三维网络骨架和丰富的活性官能团，是极具开发潜力的绿色可再生资源。然而，在当前工业生产中，木质素多作为造纸和生物质加工过程中的副产物被低值利用甚至废弃，面临资源化利用率低、结构改性难度大、产品附加值不高等问题。大量优质生物质资源未能得到充分利用，严重制约了林业生物质产业的绿色转型与高质量发展。
针对上述行业痛点和木质素资源化利用瓶颈，于海鹏教授团队立足木质素天然高分子结构优势，通过精准分子修饰、可控交联改性等技术手段，系统开发了一系列木质素基高性能绿色材料，逐步构建了木质素高值化利用新体系。
团队先后研发了木质素基类橡胶（Advanced Materials，2026）、环保型木质素胶黏剂（Research，2026）、木质素增强聚氨酯弹性体（ACS Materials Letters，2024）、木质素基肥料（Industrial Chemical Materials，2026）等系列功能材料，有效推动木质素由低值副产物向高端功能材料升级转化。
该研究不仅突破了热塑性弹性体长期存在的强度—韧性难以兼顾的技术瓶颈，也实现了农林生物质木质素的高值化利用，为木质素高值化利用以及高强、高韧、可加工、可回收高分子材料的设计提供了新的思路，并有望为柔性防护、航空航天、轻量化结构材料和可持续高分子复合材料等领域的发展提供新的技术路径。
论文第一作者为东北林业大学材料科学与工程学院2022级博士研究生赵鹏。该研究得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费资助。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77396-1
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