一直以来由日本垄断的聚氨酯水凝胶材料，如今首次实现了国产化。近日，中科院青岛生物能源与过程研究所生物基及仿生高分子团队成功开发出新型聚氨酯水凝胶，不仅吸水能力强，而且具有较高的机械强度，可广泛应用于荒漠化治理、边坡生态防护、水土流失防治等领域。

　　目前，聚氨酯材料是皮革、塑料、涂料等行业内的重要原材料之一，虽然应用领域广泛，但用于水土流失防治领域的聚氨酯材料一直依赖日本进口，价格高昂的同时也制约了产业的发展。如今，新材料的“诞生”有望打破国外长期垄断，不仅可以降低成本，加速推向产业化，在可预期的将来有望实现可降解，“进化”为环保型材料。与日本进口60000元/吨的材料相比，新材料20000元/吨的成本价无疑为市场的推广开启了“快车道”。

　　“高能低价”略胜进口产品

　　人们生活中熟悉的沙发、座垫、冰箱等，很多都“掺杂”了聚氨酯材料。作为一种传统的有机高分子材料，聚氨酯被誉为“第五大塑料”，产品被广泛应用于化工、电子、纺织、医疗、建筑、航空等领域。

　　通常来说，普通的聚氨酯材料每吨的价格约为20000元，利润率相对较低。由于市场竞争激烈，有些商家为了节省成本，在施工的时候偷工减料，从而引发了低端市场的恶性竞争。

　　与普通的聚氨酯材料不同，聚氨酯水凝胶长期以来一直被日本所垄断，高昂的价格也限制了其应用领域的拓展。“一开始我们只想复制日本的技术，没想到在研发的过程发现了意外的惊喜。”中科院青能所生物基材料重点实验室副主任万晓波告诉记者，“与进口材料相比，我们自主研发的新材料使用了不同的"配方"，简化了制作步骤，而且成本相对更低，成本价大约为20000元/吨。”

　　与进口材料60000元/吨的价格相比，新材料的成本价大约降低了30%。如果市场价卖到40000元/吨，利润就可以达到100%。“配方”更简单、成本价更低、效果与进口材料基本一致，这三把“利剑”在打消人们疑虑的同时，也为新材料的推广扫清了不少“障碍”。

　　青岛企业“催生”新型材料

　　无论从哪个角度来看，新材料的优势都很明显，目前还处于小试阶段的聚氨酯水凝胶，在起步阶段就得到了青岛某环保科技公司的支持。“我们的工作正是面向该公司的需求展开的，没有该企业的支持，就不会有这个项目。基于现在的研究进展，该公司准备进一步进行"定制式"生产，用于边坡修复，河北也有企业与我们正在探讨开展大规模生产。”万晓波告诉记者，“目前我们的生产能力是每次生产1公斤，只要做到吨级就可以进入规模化推广。如果年产300吨的话，每年的产值将突破千万元。”

　　还没有规模化生产，就吸引不少企业纷纷“下订单”，由此看来，新材料的应用前景不可小觑。“1毫升的聚氨酯水凝胶，最多可以锁住40毫升的水;1平方厘米的聚氨酯水凝胶可以承受10公斤的重量。”万晓波现场给记者做了一个小实验。1毫升的聚氨酯水凝胶被盛放在一个小试管中，添加了15毫升的水后，一开始该混合物呈液体状，摇匀后几分钟，试管中的液体竟然变成了凝胶状，触摸的感觉好像棉花糖，即使把试管倒过来也可以呈现“倒杯不洒”。

　　万晓波告诉记者，施工的时候，如果在土层上按照1:15或者1:20的比例，将水和聚氨酯水凝胶进行混合，就可以形成胶状物体形成“锁水”的功效，从而进行边坡生态防护，防止水土流失。

　　有望优化为可降解材料

　　作为一种高端材料，聚氨酯水凝胶受生产限制相对较小，方便市场规模化推广。然而，美中不足的是，现在的新材料还无法实现可降解，虽然按照1:30的比例来算，使用量很小，但长远来看也会对环境造成一定的“伤害”。

　　对此，万晓波打算进一步研发，将其优化成可降解、无污染的材料。“既然掌握了技术，我们希望能将新材料形成系列化，开发出一代、二代产品，每代产品都有不同的特点和属性。”万晓波告诉记者，除了可降解的环保材料之外，医用材料也是下一步的研发方向。“下一步可以借助新材料的锁水能力和高强度，开发可植入人体组织架构的医用材料、骨骼修复材料等，由工业用材料延伸至医用材料领域。”医用材料相对工业用材料来说，研发周期更长、成本价格也更高，但也有着广阔的发展空间。

　　万晓波表示，“通过对现有材料的优化，我们将进一步提高新材料的保水量和机械强度，并同时优化贮存期、抗氧化及抗紫外等性能，争取尽快进入规模化生产。在实现规模化推广的同时，可降解将是接下来的研究方向。”随着环境保护的呼声日益高涨，研究开发出环保且性价比高的聚氨酯材料已经成为相关行业的迫切需求，聚氨酯水凝胶也将在激烈的市场竞争中占有一席之地。