在全球每年超过亿吨的塑料产量和日益严重的白色污染下，开发兼具高机械性能、可塑型、全降解及可循环再利用的生物基塑料是有效解决石化塑料污染的重要途径。竹是一种广泛的可再生生物资源，竹纤维的结晶多级结构和致密的氢键网络，赋予了其机械刚性，但也导致脆性和后续加工困难。传统的物理与化学改性难以同时解离刚性网络并重塑有序氢键结构，对于开发兼具优良的机械性能与可控塑型性的生物基塑料依然存在挑战。

图1 分子工程策略构建竹分子塑料BM-plastic

  近日，东北林业大学于海鹏教授与沈阳化工大学赵大伟教授再次利用“溶剂分子诱导重组”策略，精准调控竹纤维素分子网络中的氢键作用与分子组装排列，成功开发出一种高性能的竹分子塑料（BM-plastic）。这种生物塑料在机械强度上超越多数通用工程塑料，同时具备优异的热稳定性、可控塑型性、循环再利用性及完全的自然降解性，为解决塑料污染问题提供了一种有效的方案。相关研究成果以“High-strength, multi-mode processable bamboo molecular bioplastic enabled by solvent-shaping regulation”为题发表于《Nature Communications》。该论文的第一作者是东北林业大学硕士研究生唐红英，通讯作者为曾素清博士、赵大伟教授、于海鹏教授。

图2 BM-plastic分子网络机制与形貌特性

图3 机械性能与尺寸稳定性

图4 BM-plastic塑型可设计性

图5 BM-plastic可回收性、生物降解性及经济可行性分析

总结与展望：

  该竹分子塑料凭借其高机械强度、耐高/低温性、可多重加工塑型性及循环再利用性，在高端电子器件、汽车轻量化部件、绿色建筑材料、可持续智能建筑等领域，展示出吸引人的应用前景。该工作成功打通了将低值生物质资源转化为高性能材料的绿色通道，提供了一种从分子层面设计生物质材料结构，并定制其性能的创新策略。通过引入溶剂分子刺激调控这一温和而可扩展的分子尺度操作，实现了对竹纤维这一古老自然聚合物的重新赋能。该工作提出的分子重组机理不仅适用于竹材，还可扩展至其他林木生物质资源、生物壳鞘体等的高品质设计与高值化利用，有望发展出一个庞大的生物基材料性能谱系，以满足软质电子、硬质智能建筑、极端航空航天等不同应用场景的需求，减少人类对化石资源的依赖，改善生态健康环境。

  论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-63904-2