近日，华南农业大学教授张超群团队在《先进科学》（Advanced Science）发表综述论文，系统梳理了生物基聚氨酯在原料化学、结构工程与功能集成方面的最新进展，并深入探讨其在防护涂层、阻燃材料、生物医学工程、柔性传感及储能器件等领域的应用前景，为高性能、多功能、可持续聚氨酯材料的设计与开发提供了重要参考。

生物基聚氨酯原料-结构-性能-功能综述框架。研究团队供图，下同

聚氨酯是全球年产量超过2700万吨的高分子材料，但其传统合成高度依赖石油基原料，面临资源不可再生及废旧产品难降解、难回收等突出问题。生物基聚氨酯利用植物油、木质素、多糖等可再生资源构建聚合物骨架，有望缓解上述困境。然而，如何从分子链段设计、聚集态结构调控、动态共价网络构建及纳米复合等多尺度层面进行结构工程，突破热固性材料固有的强度-韧性-可回收性矛盾，仍是当前领域亟待解决的核心科学问题。

针对该挑战，团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助下，对生物基聚氨酯领域的研究进展开展了系统性综述。论文首先从化学基础出发，详细阐述了生物基多元醇、生物基内乳化剂、生物基异氰酸酯及非异氰酸酯（NIPU）合成路线等原料化学；随后，围绕链段设计、聚集态调控、动态共价键化学和纳米复合四大结构工程策略，深入剖析了生物基聚氨酯在力学性能、自修复能力、可再加工性和功能集成方面的构效关系；最后，系统介绍了其在功能涂层、阻燃、生物医学工程、柔性传感与电子器件、储能等应用领域的代表性成果，揭示了“结构-性能-功能”之间的内在关联。

生物基聚氨酯未来发展方向。

在总结现有进展的基础上，论文还评估了该领域面临的原料纯化、催化剂残留、原料标准化及定量构效关系等关键挑战，并从数据驱动的材料设计与精密制造、环境适应性与智能响应、极端环境耐受与功能可靠性、跨尺度协同与系统集成、面向循环经济的闭环设计五个维度，展望了未来发展方向。

该综述为推动生物基聚氨酯从可再生原料替代走向可持续设计、可靠服役与闭环利用提供了系统的理论依据和研究参考。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.77078