抗生素的广泛使用已引发严重的水体污染问题，对生态环境和人类健康构成重大威胁。然而，现有的传统处理方法存在一系列固有局限，如降解动力学不佳、运营成本偏高、以及可能引发二次污染等问题。此外，现有工艺通常需依赖化学试剂精确调控溶液pH以维持催化活性，依赖高能耗机械搅拌以改善传质效率，且在低浓度污染条件下因无法有效富集污染物而导致处理效果显著下降。

  瞿金平教授/牛冉研究员在前期围绕功能高分子微纳米材料设计及应用开展了系列研究工作基础上（Adv. Funct. Mater. Doi:10.1002/adfm.202509597; Adv. Sci. 2023, 10, 2300866; Adv. Sci. 2024, 11, 2404456; Adv. Energy Mater. 2023, 13(45), 2302451; J. Hazard. Mater. 2024, 457, 133654; Small 2024, 20, 2308318），设计了一种兼具自主环境调控、自持水动力混合与主动污染物富集功能的多功能材料，为中性及弱酸性非海水体中抗生素的高效处理提供了创新解决方案。

要点一：

  基于离子交换原理设计的磁性微清洁器，具备自主pH调节与长程泵送能力。其中局域pH调节有助于维持催化剂的最佳催化性能。

要点二：

  自持续离子交换反应使微清洁器无需补充化学燃料即可自主运动。

要点三：

  通过动态流增强的质量传递和污染物富集实现卓越的抗生素去除效率。

要点四：

  磁导航技术可在难以触及的隧道或空间中实现实时抗生素清除。

  相关研究成果以题为“Ion Exchange-Based Magnetic Micro-Cleaners Harness Multiple Effects to Enhance Antibiotics Removal”的论文发表在《Water Research》上。论文第一作者：陈玲；通讯作者：牛冉；单位：华中科技大学。

  全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425013326

作者简介：

牛冉，华中科技大学化学与化工学院研究员、博士生导师、国家重点研发计划青年项目首席科学家，主要研究领域为功能高分子材料及微纳米机器人。目前以第一或通讯作者身份在PRL、PNAS、Sci. Adv.、Adv. Func. Mater.、Adv. Energy Mater.、Adv. Sci.、ACS Nano等具有重要影响力的国际刊物上发表SCI论文80余篇，获授权发明专利11件，申请发明专利14件。主持承担国家自然科学基金、重点研发计划青年科学家项目、重点研发计划子课题等国家和省部级科技项目多项，并获得湖北省海外高层次人才计划、武汉英才等多项荣誉奖励。担任Rare Metals期刊 (中科院1区，影响因子6.3)，Exploration、Energy Materials和Green Carbon期刊青年编委。