你是否在马路边、荒地旁见过这种植物？它开着金黄色的花，有长根状茎，最高可达2.5米。这种植物繁殖力极强，会疯狂挤占其他植物生存空间，严重破坏生态平衡。

  它就是加拿大一枝黄花，生态学意义上的“恶之花”。它并非我国土生土长的植物，而是外来入侵物种。作为一种多年生草本园艺植物，加拿大一枝黄花自1935年作为观赏植物引入上海、南京等地，由于种子数量极多，种子萌发成活率高，它能在荒地或受干扰的环境中迅速形成幼苗种群，并迅速蔓延，成为一种常见杂草。

  加拿大一枝黄花

  “恶之花”的变身

  通常，应对加拿大一枝黄花的方法是在种子还未成熟时连根拔除，或在花籽成熟期用塑料袋套上花轴，用剪刀剪下，对残留的枝根深耕后捡除，就地焚烧，治理成本高效果并不佳。然而，科学家们发现，加拿大一枝黄花的茎秆中纤维素含量高达‌46%‌，相当于一座可再生的天然高分子宝库。从这个角度来看，它或许只是“放错了地方的资源”。

  于是，一个变废为宝的构想就此诞生：用它的“骨架”来制造有用的新型材料。

  最近，上海海洋大学副教授薛斌团队在学术期刊《表面和界面》（Surfaces and Interfaces）上发表了一项研究成果，实践了这种想法，为这些“恶之花”找到了一个绝佳的归宿，将它们变成高效净水的“神奇海绵”，用于处理含有油污的废水。

  团队成员先将加拿大一枝黄花的茎秆烘干、粉碎，用碱液和氧化剂去除杂质，提取出纯净的纤维素。接着，把这些纤维素与环保粘合剂聚乙烯醇（胶水的主要有效成分）和天然有机酸柠檬酸（橙汁饮料里酸酸的成分）混合，经过冷冻干燥后，再用160 ℃低温加热10分钟，就制成了一种亲水的充满了孔隙的轻质气凝胶，也可以称为“爱喝水的海绵”。

  这种“喝水海绵”看似普通，却有个神奇特性：在水下极度“讨厌”油污。水中的油滴碰到它就像皮球撞到墙，接触角高达140°，此时海绵表面形成了一层隐形水膜，油污根本粘不住。把它放进油水混合物里，水能沿着孔隙顺利流过去，油却被死死挡住。分离过程完全靠重力驱动，不用消耗额外能源。处理异辛烷等常见油污和水的混合物时，每小时能净化3100升，分离效率超过98%，重复使用10次后性能依然稳定。

  “一块海绵两副面孔”

  不仅如此，将这种亲水气凝胶拿到210 ℃高温下再烘烤2小时，它可以变身成“疏水气凝胶”，也可以称之为“吃油海绵”。这时，它又极度讨厌水，接触角为135°，但吸油能力极强，能强力吸附各类有机溶剂。它既能轻松吸走水面的浮油，也能捕捉沉在水下的重质油。吸收重油的代表——氯仿（三氯甲烷）的能力是自身重量的31倍，意味着一块10克的“吃油海绵”能吸310克油。

  一块海绵为什么会有两种性格？团队成员介绍，纤维素、聚乙烯醇和柠檬酸在高温下发生了酯化反应，像编织渔网一样形成了牢固的化学键，让海绵结构特别稳定。表面布满“水分子欢迎站”，形成水合层把油挡在外面；经过了高温烘烤，“喝水海绵”表面的亲水基团被“烤干”，变成了富含“油分子欢迎站”的“吃油海绵”。

  借助蠕动泵的吸力，这种“吃油海绵”还能实现连续吸油。把它放在油污区域，接上软管，就能像吸尘器一样连续作业，把油污直接抽进收集瓶，适合处理大面积油污。不过，它也并非没有缺点，遇到粘度较高的油，吸油速率会变慢，但面对汽油等常见低粘度油污，效率则很高，重复使用5次后分离效果仍保持稳定。

  与传统油污处理方法相比，采用“双重性格海绵”更环保、更可持续。它的原料来自入侵植物，不仅解决了加拿大一枝黄花的处置难题，还实现了“变废为宝”，制成的气凝胶“海绵”密度低、孔隙丰富，且可降解，环境友好。

  从令人头疼的“恶之花”，到“放错了地方的资源”，加拿大一枝黄花的华丽变身，不仅为油水分离提供了低成本、高性能的绿色方案，也为有害生物资源的高值化利用提供了新思路。未来，这种生物质气凝胶有望在海上溢油清理、工业废水和餐厨污水处理等多个领域大显身手。

  审核专家：薛斌 上海海洋大学食品学院副教授

  记者：蔡琳