记者：赵冀帆 通讯员：马丽华、陈玺、赵泽
近日，湖北省总工会发布了2025年湖北省劳模工匠创新工作室名单，武汉大学资源与环境科学学院“邓红兵创新工作室”位列其中。该工作室由校工会推荐参选，是武汉大学首家劳模工匠创新工作室，也是全省本次入选的50个工作室中仅有的两个高校工作室之一。
继2018年获得湖北省五一劳动奖章后，邓红兵团队屡获荣誉，先后入选湖北省示范性劳模和职工创新工作室（湖北省教科文卫体工会选树）、湖北省“楚天英才计划”科技创新团队、武汉大学首批“大事业磨砺真本领”优秀青年团队等。这些荣誉是对邓红兵团队在服务国家战略、科学研究攻关、科技成果转化等方面取得成效最有力的印证，也是对其在经济社会发展和湖北支点建设中所作贡献的充分认可。
专注绿色发展，科研助力生物质资源“变废为宝”
“我们的初衷，就是要有组织地开展生物质资源绿色高效转化与高值化利用攻关。”谈到创新工作室的成立，邓红兵这样介绍。
党的二十大报告指出：“加快发展方式绿色转型”、“推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系”。党的二十届四中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确提出，加快经济社会发展全面绿色转型，建设美丽中国。这是以习近平同志为核心的党中央着眼人与自然和谐共生现代化建设全局作出的重大战略部署。
邓红兵团队的科研之路始终着眼于国家重大战略需求，持续聚焦农林废弃生物质的高值化利用，通过将生物质资源“变废为宝”来切实为国家“双碳”战略、“健康中国2030”规划纲要和长江经济带高质量发展提供坚强的技术支撑。
“这是以废治废的概念。像湖北每年的小龙虾的产量有一百四十多万吨，大部分都是剥成虾仁出口，剩下的壳子甚至有近百万吨。所以我们课题组长期关注这种废弃的生物质，比如虾蟹壳中含有大量的甲壳素资源，将其绿色提取并充分利用，对废弃物资源这个循环利用来讲的话，意义就非常重大。”邓红兵带领团队开展用生物质新材料去除微塑料的研究已近6年，而小龙虾壳就是他们通过反复科研实验后发现的一个具有极大潜力的“法宝”。
团队将废弃的小龙虾壳进行简单的稀酸稀碱处理，去除掉龙虾壳表面的大部分钙质和蛋白质，暴露出甲壳素纤维，制备成多孔小龙虾壳，再将这种小龙虾壳用网兜装起来投入水体中，就可以高效吸附水中的微塑料。团队成员、资源与环境科学学院特聘副研究员吴洋介绍道：“我们通过在灌溉水、湖水、海水、死水等四种实际水体里面的测试，发现我们的材料都可以有很好的普适性。第一次使用的时候对微塑料有高达99.8%的去除效率，五次循环后还可以保持95%以上的去除率。”这一成果发表在国际期刊《美国化学会·纳米》上，引起广泛关注。
随着科研深入，团队在甲壳素相关领域的研究成果也日渐丰富。经过反复试验，团队利用乌贼骨加上棉花的纤维素，构建出了最终的新型全生物质纤维海绵。这种全生物质纤维海绵不仅是高效的微塑料吸附剂，还能被完全生物降解，不会对环境造成二次污染。随后，团队引入“亲疏水协同镶嵌”策略，利用鱿鱼骨作为亲水柔性骨架，嵌入天然疏水花粉颗粒，制备出具有微纳纹理图案和高度孔隙率的海绵状材料，该材料对不同粒径、表面电荷和类型的微塑料均具有广谱适应性，且可循环再生使用至少10次。相关成果相继发表在国际期刊《科学进展》和《先进功能材料》，不仅解决了传统过滤材料难以处理的问题，也为未来的水处理技术和新污染物治理探索了全新路径。
除了餐桌上被当成厨余垃圾的“虾壳”，邓红兵带领团队将目光又锁定到了在田间地头被当成焚烧物料的“秸秆”。我国是世界第三大盐碱化国家，36万平方公里的土地存在不同程度的盐碱化，并且还在持续扩张。开展盐碱地修复工作对守牢18亿亩耕地红线、维护粮食安全具有重要意义。然而，在土地盐碱化地区开展土壤脱盐工作仍面临现实困难，这些地区往往淡水资源极度短缺，且耐盐碱植物早期需要淡水灌溉，淡水资源无法有效满足农业需求。
“能不能将农林废弃生物质转化成高性能材料，从而直接利用当地富余的咸水作为‘工作介质’，把土壤里的盐分‘抽’出来，在材料表面结晶成固体盐，从而避免淡水依赖和废水排放的限制呢？”邓红兵反复思考，带领团队历时两年，从秸秆中剥离出纤维素纤维，再把纤维组装成“吸管”土壤脱盐器，在太阳光帮助下从土壤中“吸取”盐分。
团队将包裹有滤纸的吸管插入覆盖了地膜的盐碱地中构建土壤脱盐器，8小时即可在吸管表面析出肉眼可见的盐颗粒，将土壤盐分降到作物耐受线以下；48小时内土壤盐分降低90%，达到正常土壤水平；针对青岛沿海24‰含盐量的沙土仅用14天将含盐量修复至1.8‰（注：含盐量5‰以下才具有农业种植价值），保障小麦100%发芽，而且该方法适用于多种盐碱化土壤类型，对沙土、壤土、黏土都具有普适性，实现了盐分从土壤到脱盐器的单向迁移与废水零排放，真正把“废弃生物质”升级为“盐碱地修复神器”。
团队借鉴虾壳、秸秆“变废为宝”的思路，不断探索和发掘自然界中各种生物质的潜能：花粉颗粒作为一种独特的天然生物质资源，来源广泛、供应充足，年产量超10万吨，市场价约20元/公斤，廉价易得。但是，由于花粉颗粒外壁坚硬、结构惰性强，长期以来难以实现高附加值利用。针对该瓶颈，团队系统研究花粉颗粒的结构可塑性与组装潜力，并将其与虾壳甲壳素纤维和秸秆或棉花纤维素纤维等天然存在的生物质纤维复合，开发出一系列兼具优异力学性能与环境友好性的新型生物塑料，从源头减少化石基塑料的使用。团队成员、资源与环境科学学院副教授赵泽介绍道：“整个加工过程无需任何有毒化学添加剂或高能耗设备，仅借助最常见的水，即可实现材料的多维塑形、拼接与重复加工；同时，通过引入脱乙酰甲壳素——壳聚糖作为“胶水”粘结各组分，还可使生物塑料获得长效的水稳定性和防水性能，形成简便、绿色的加工方式，为防水材料的可持续化定制与复杂结构成型（如包装、医疗器具等）提供了便利”。相关成果发表在《科学进展》和《美国国家科学院院刊》，引起社会广泛关注。
对接行业需求，打通科技成果转化“最后一公里”
“实现成果转化后，按照产值计算，一个蚕茧的价值将达到数千元，附加值得到极大提升，这在过去是无法想象的。”在湖北省总工会举办的首届“工友杯”创业创新大赛上，邓红兵带领团队参赛的项目“可吸收丝素修复膜”获“最佳创业奖”，并于次年在项目成果对接会上成功签订了1000万投融资协议。
习近平总书记指出“抓科技创新，要着眼建设现代化产业体系”，强调“以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力”。党的二十届四中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》，对“加快高水平科技自立自强，引领发展新质生产力”作出战略部署，明确提出“推动科技创新和产业创新深度融合”的重大任务。
邓红兵团队立足学校学科优势和湖北新质生产力发展需求，构建起了“实验室源头创新-联合企业中试-规模化量产”三级转化通道，与湖北省内多家龙头企业共建校企联合实验室，通过“问题反向导入”机制将科研成果与市场需求直接对接，并定期组织团队深入企业一线调研，针对产业技术痛点定向开展科学研究，切实响应国家战略部署。
多年来，我国种植牙耗材多数依赖进口，相关领域对高端医用纤维材料需求紧迫，并且生物质医用材料行业普遍存在“附加值低、功能性弱、生物相容性差”和“低端出口、高端进口”等痛点。邓红兵介绍，动物胶原蛋白种植牙耗材降解速度较快，价格也比较贵。与之相对，蚕茧源丝素蛋白广泛存在于自然界，价格远比胶原蛋白便宜，而且桑蚕与人无共患病的先例，生物安全性更好，能不能就此展开一些探索性研究？
2014年起，邓红兵团队依托其作为联合创始人创立的湖北赛罗生物科技有限公司，攻关丝素蛋白生物医用材料。团队开发的引导骨再生口腔修复膜用于种植牙中的拔牙窝位点保存，不仅能将降解时间延长至与成骨时间更好匹配，还能显著降低种植牙成本。研发之初，邓红兵表示“如果未来能顺利进入临床，这表明将蚕茧等生物质制成高端医用材料，将大幅提升蚕茧的附加值，是对‘丝绸之路'的传承与拓展”，这同样对研究者和相关行业具有启发意义。2022年底该研究成果获得了国家药品监督管理局（NMPA）批准的医疗器械注册证，成为国内首个获得NMPA批准上市、应用于口腔修复的植入类丝素蛋白Ⅲ类医疗器械产品。目前这一产品已在相关医院临床使用。
邓红兵团队一直致力于解决与生物质相关的各类难题，围绕“机理机制解析-绿色技术研发-产业瓶颈突破”的目标，针对生物质全组分高效分离和绿色转化途径，阐明不同分离转化过程中各组分结构变化，实现了生物质从微观到宏观的多尺度改性及精细结构控制，构筑了系列多功能生物质基复合材料，将甲壳素、纤维素、木质素、丝素等生物质资源转化为高值化新型环境友好材料，在医药、能源、环境等领域取得了系列创新成果。
除此以外，团队与省内龙头企业如奥美医疗、赛罗生物、潜江华山科技等共建校企联合研发中心或深度合作，技术成果在多家企业转化落地，3年累计创造直接经济效益约2.4亿元，推动创新链—产业链—资金链深度融合，形成了从材料理论、技术装备到产品应用的科技创新体系，产生了良好的社会经济效益，有效促进了湖北省绿色低碳可持续发展。
心系广大学子，做学生科研和成长路上的“好导师”
“同学们要扬起理想信念的帆，紧握奋斗前行的浆，提升创新思维、增强实践水平、培养合作精神，把勤学好问贯穿于整个阶段，勤阅读、善思考、敢质疑、勇创新。在珞珈山下求学的这些年将铸就大家一生的信念。”2023年，邓红兵获评武汉大学第十四届“我心目中的好导师”，在颁奖典礼上，他殷切寄语广大学子。
“好导师”是邓红兵在学生和团队心目中的共同印象。在学术探索中，他用自己对科研的热情和执着影响着每一位学生，培养学生严谨、细致、一丝不苟的科学精神。资源与环境科学学院2022级博士研究生黄争辉说：“我的导师邓老师非常平易近人，并且很关心我们的生活和科研。我在科研上遇到了瓶颈，老师告诉我做科研要学会两条腿走路，并教我如何在科研过程中独辟蹊径，怎么样去解决实际问题。”
邓红兵十分注重学生的全面发展，他关心学生的成长与身心健康，鼓励学生们在做好科研学习的本职工作之余，积极参加一些音乐会、辩论赛，丰富自己的求学生活。“老师从不说他为我们做了什么，他总是默默付出，是言传身教的好典范，是我心中当之无愧的好导师。”资源与环境科学学院2022级博士研究生刘方恬说到。
研究生在加入邓红兵课题组后，要迅速经过三个阶段的学习和训练：第一阶段要大量阅读专业顶尖期刊上的前沿文献，第二阶段则需熟练操作常规仪器设备并掌握实验操作技能，第三阶段要训练发现问题、分析问题并尝试解决问题。在学生开题前，邓红兵会和学生充分讨论该选题是否具有创新性，是否在基础研究方面有所突破，其应用领域是否有广阔前景。学生在撰写开题报告的过程中，他会帮助学生厘清国内外研究进展，瞄准国家和行业发展的战略需求。此外，他也会定期安排学生去了解一线工程师的“急难愁盼”问题，聚焦当前进口产品替代材料领域所面临的“卡脖子”难题，让学生充分了解研究领域重难点和创新方向。
基于“瞄准国家战略、对接行业需求”的核心育人理念，邓红兵打造了“小而精、专而强”的科技创新团队，始终将人才梯队建设作为重点任务，并且形成了“导师引领-骨干带动-青年攻坚”的三维培养模式。在团队协作机制上，建立“双导师制”，为青年科研人员同时配备学术导师与产业导师，前者聚焦理论突破，后者侧重技术落地；推行“课题制+项目组”双轨管理，以重大科研任务为纽带，打破学科壁垒，组建跨专业攻关研究小组。
这一将育人与产业发展紧密结合的方法，取得了亮眼的成绩。邓红兵指导学生在“互联网+”“挑战杯”“创青春”大学生创新创业大赛等国家级A类赛事中获国家级金奖5项、省级金奖18项，团队中多位青年教师和博士后入选湖北省、武汉市人才计划及武大“弘毅博士后”计划，形成了从学生到青年骨干、从科研人才到创业人才的全链条人才培育体系。
除了为行业和国家培育拔尖创新人才，邓红兵团队也致力于服务和回馈社会。工作室坚持“开放、共享、共赢”的理念，搭建了面向全省的技术服务平台，连续四年参与“登峰计划”实验室开放日，邀请中小企业技术人员、高校师生、社会公众参观交流，致力于提升公众对农林废弃生物质资源高附加值利用的认知与参与；开设“创新创业讲堂”，邓红兵带头主讲《环境产业创新创业》等课程，团队骨干参与企业技术培训数十次，助力企业培养“技术能手”。
此次入选湖北省劳模工匠创新工作室，对团队而言既是荣誉，更是新的起点，未来，团队将在前沿创新和成果转化两个方面同步发力，做“顶天立地”的研究，把“生物质资源绿色转化与高值化创新”这篇论文写在祖国的大地上，在服务湖北支点建设和国家高水平科技自立自强的伟大实践中贡献新的智慧和力量。
（供图：资源与环境科学学院 编辑：肖珊）
