基因编辑与烘焙预处理联袂打造功能化生物炭：迈向可持续材料与碳中和技术的新纪元

为解决传统生物炭导电性和孔隙率不足的问题，来自全球的研究团队创新性地将基因编辑技术与烘焙-热解联用工艺相结合。通过CRISPR等工具精准调控木质素含量并提升纤维素可及性，配合两段式烘焙热解技术，成功制备出具有分级孔隙结构（吸附用）和类石墨导电性（储能用）的功能化生物炭。该研究避免了化石燃料活化过程，为超级电容器电极、污染物吸附剂和土壤修复剂等可持续应用提供了新材料，推动循环生物经济发展和全球脱碳进程。

　　

全球对可持续材料和碳中和技术的迫切需求，正推动着生物炭（biochar）这一富碳材料的革新。传统生物炭受限于低导电性和致密孔隙结构，其活化过程往往依赖化石燃料。最新基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）实现了对木质纤维素的精准调控——通过降低木质素（lignin）含量并增强纤维素（cellulose）可及性，显著改善了生物质原料的加工性能。

更令人振奋的是，当基因工程优化的原料遇上两段式烘焙（torrefaction）-热解（pyrolysis）联用技术，生物炭被赋予定制化功能：既形成分级孔隙结构（适用于污染物吸附），又构建类石墨导电网络（适用于超级电容器电极）。这种生物技术与热化学工程的跨界融合，成功将实验室突破推向工业化应用，尽管在放大生产、法规合规和公众接受度方面仍存挑战。

功能化生物炭展现出多重环境效益：作为高容量超级电容器电极材料、高效水体污染物吸附剂，以及土壤重金属稳定剂。该技术路径完全摒弃化石原料试剂，减少CO₂排放，为循环生物经济（circular bioeconomy）和全球脱碳目标提供了创新解决方案。