从回收的废水生物质中提取的藻类生物材料

微藻生物材料通过污水处理藻类经不同机械预处理（球磨机、研钵杵臼、高速混合器）制备，形态与加工方式显著影响材料性能。丝状Tribonema minus经温和粉碎（研钵杵臼）展现高弯曲模量（0.3-1.0 GPa）和强度，高速剪切则削弱其优势并提升Chlorella vulgaris颗粒堆积，两者性能趋同。所有材料表面亲脂性（接触角>85°）。验证了非竞争性水处理藻类可转化为高性能生物材料，密度≈1.0-1.1 g/cm3。

　　

摘要

利用污水处理过程中培养的微藻制造高性能、无粘合剂的生物材料是可持续材料领域的一个机遇。然而，菌株形态和机械预处理对材料性能的影响尚未得到充分研究。本研究探讨了从污水处理中培养的丝状和食品级单细胞制备的无粘合剂生物材料。评估了三种机械粉碎方法（球磨机、研钵和杵以及高速搅拌机）对材料性能的影响。结果表明，原料形态和加工过程是相互影响的关键因素。在温和的粉碎条件下（使用研钵和杵），丝状生物材料的弯曲模量和强度显著高于单细胞。相反，高速剪切搅拌会削弱的结构优势，同时增强的颗粒堆积效果，从而使两种材料的性能趋于一致。所有最终的生物材料表面均具有接近疏水性的特性（接触角>85°）。这项研究证实，非食品用途的污水处理藻类可以转化为高性能生物材料，其密度约为1.0–1.1 g/cm3，弯曲模量范围在0.3至1.0 GPa之间。

图形摘要

从污水中采集的藻类通过多种研磨方法结合压缩成型工艺被加工成无粘合剂生物材料。藻类颗粒的形态决定了材料的致密性和机械性能，其中丝状的表现优于球形。研究结果建立了整个藻细胞的结构-性能关系，凸显了它们作为聚合物复合材料可持续原料的潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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