小龙虾里“吃”出的专利 博士团队用龙虾壳粉改性沥青

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2020-05-24 来源:研究生院 交通学院

小龙虾是长沙人再熟悉不过的夜宵“网红”了。街头巷尾随处可见三五好友围坐,小龙虾配啤酒,大快朵颐,不胜美哉。不过我校的科研人员们吃小龙虾“吃”出了新专利。

2019年6月的一个晚上,交通运输工程学院吕松涛教授和团队的师生们在结束了一天紧张的科研学习后,相约去学校东门夜宵。夜宵自然少不了主角——小龙虾,片刻间一大盆小龙虾便化为了每人桌前一座座红色的小山。当大家正打算像往常一样将龙虾壳清理掉时,吕松涛教授忽然抛出了个问题:“龙虾壳经过200℃以上的高温油爆后还能完好无损,说明其高温性能相当不错,如果把它用到基质沥青里面是不是能提高沥青的高温性能呢?”

这个看似不经意间提出的问题,却正好契合了当前国际上关于生物沥青(bio-asphalt)的研究热点,也让团队在接下来的时间里更忙碌了。他们进行了大量的调研,了解到龙虾消费过程会产生大量的龙虾壳,因为用途有限,除了少量用于生产低价值的水生饲料和生物肥料外,大部分都是直接作为垃圾丢弃掉,由此产生了较为严重的环境问题。吕松涛教授及团队成员们意识到发掘龙虾壳应用价值的重要意义。

在吕松涛教授的引导下,夏诚东博士带着郭燕鹏、胡隆两名硕士开始了将龙虾壳“变废为宝”的旅程:首先将经过清洗、去油、烘干处理的龙虾壳进行研磨,得到粒径≤0.15mm的粉末,然后将其将入加热融化后的基质沥青,并经充分搅拌后得到龙虾壳粉改性沥青。通过大量反复的试验检测,证明了掺入龙虾壳粉可以有效改善沥青的高温性能。团队的这一成果已在国际知名期刊(中科院一区期刊,影响影子IF:6.395)《Journal of Cleaner Production》发表并申请了国家发明专利,所开发的道路新材料龙虾壳生物沥青(bio-asphalt)对于提升传统路面材料性能、减少生物废料对环境的污染等具有重要的意义;同时使看似没有关联的学科——生物学和食品科学技术与交通运输工程得到了一次完美的结合。

(第一步:对龙虾壳进行清洗、去油、烘干处理)

(第二步:将处理后的虾壳进行研磨,得到粒径≤0.15mm的粉末)

(第三步:将龙虾壳粉末将入加热融化后的基质沥青,经充分搅拌后得到龙虾壳粉改性沥青)

谈起研究的过程,夏诚东博士不无感慨,“基于在道路路面材料方面的长期研究工作基础,这个项目在技术攻关方面是比较顺利的,但是收集龙虾壳废料、清洗龙虾壳的过程是非常‘痛苦’的,经常一蹲就是大半天,常常都是汗如雨下,但是值得高兴的是,今后大家吃小龙虾时可以骄傲地说是在为科研做贡献。”

据悉,该研究团队还将在龙虾壳沥青混合料低温性能、疲劳性能、试验路铺设等方面持续进行深入研究,让龙虾壳这种常见的“废料”的功能更好地发挥出来,真正做到变废为宝。

(团队成果在《Journal of Cleaner Production》发表)

(文/李静  印山红  /夏诚东  /田上)

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