刘进教授团队合作在Nature Communications上发表最新研究成果

近日，南昌大学资源与环境学院刘进教授和四川大学周加境研究员、香港理工大学马源教授团队合作，将微藻与先进材料科学相结合，开发了一种新型可回收微藻凝胶系统（图1），可以实现污水中抗生素的高效降解（>99%）和微藻的便捷回收，同时具备自我再生能力，可多次循环利用，对多种抗生素均表现出优异的去除效果，并可有效防止微藻泄露，从而避免潜在的微生物泄漏风险。该研究揭示了微藻-材料在生物修复中的协同作用机制，为生物杂化系统的创制提供了依据，为解决全球水污染问题提供了绿色低碳方法。该成果以“Retrievable hydrogel networks with confined microalgae for efficient antibiotic degradation and enhanced stress tolerance”为题发表于《Nature Communications》。

该研究的核心是一种独特的双网络水凝胶系统，它将小球藻封装在其中，形成了一个高效的生物反应器。这种凝胶系统不仅展现出优异的可打印性和机械强度，还能保持微藻的活性，支持其光合作用和生长。更重要的是，通过在凝胶表面添加一层特殊涂层，研究人员成功解决了微生物泄漏的风险，为生物安全提供了保障。在实验中，这种微藻凝胶系统展现出惊人的抗生素降解能力，其效率远超传统的悬浮微藻方法。即使在高浓度抗生素环境下，它仍能保持高效的降解性能，同时有效保护微藻免受毒性伤害。这一突破性成果源于凝胶系统独特的结构设计，为微藻创造了一个理想的微环境，使其能够逐步适应并持续降解抗生素。为了推动该技术的产业化应用，研究团队还开发了一套工业级凝胶打印设备，可以高效、模块化地制备柔性微藻生物膜，为大规模废水处理提供了可能性。

图1 微藻凝胶（MHN@TA）的制备及其抗生素降解示意图

该项目得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金、江西省“双千”领军人才项目和南昌大学双一流学科经费、香港研究资助局研发项目等的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58415-z