近日，前沿交叉研究院中国幸福河湖总体治理及未来技术创新研究院（简称“幸福河湖创新研究院”）冯玲玲教授团队取得阶段性研究进展。该团队通过AI+材料科学交叉策略，设计并成功开发出一类兼具优异性能和成本优势的新型纳米材料（MAFs），可高效抑制铜绿微囊藻生长，为蓝藻水华及水环境治理提供了新思路。相关研究成果以 “Efficient removal and action mode of low-cost zinc-based metal-azolate frameworks regulated by ligand on Microcystis aeruginosa” 为题，发表在化学工程领域权威期刊《Chemical Engineering Journal》。
水体富营养化及全球气候变暖导致蓝藻水华频发，严重威胁水生态安全与人类健康。金属有机框架（MOFs）具有结构可控、功能可调等优异特性，在催化、分离等领域已有广泛应用，然而其在水处理特别是藻类控制中的应用潜力尚未被充分挖掘。为此，本研究以结构稳定、易于功能化的金属多氮唑框架（MAFs）为载体，结合“AI+材料科学”交叉研究策略，通过结构设计及优化，成功制备了系列MAFs新材料，并系统研究了它们对铜绿微囊藻的去除性能与作用机制，为发展高效、低成本的控藻新材料提供了新思路。
该研究系统揭示了MAFs抑藻机制：通过破坏藻细胞结构、抑制光合系统功能、诱导氧化应激并调控关键基因表达，最终导致藻细胞死亡。生态安全评估表明，材料在环境中结构稳定、锌离子释放平缓，且斑马鱼急性毒性实验显示其无明显毒性，环境友好性显著优于传统氧化剂。该工作首次阐明配体结构调控与抑藻性能的构效关系，为发展低成本、高效、安全的蓝藻水华治理新材料提供了新思路。
近年来，冯玲玲教授带领研究团队紧密围绕“幸福河湖建设”“减污降碳”“生物制造”等国家战略方向，聚焦化学生物学、材料科学与合成生物学前沿交叉，系统开展面向水环境治理与绿色农用品创制的创新研究。团队在靶酶化学生物学、新型纳米材料创制、AI+生物酶创制与水污染控制等方面取得系列进展，相关系列成果发表于Environmental Science & Technology、Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials等环境领域顶级期刊，并积极探索“AI+合成生物学”智水新范式，为推动美丽中国特色生态文明建设与减污降碳国家战略提供科技支撑。
Chemical Engineering Journal 是由国际著名出版商Elsevier出版的化学工程领域权威期刊，属中科院一区TOP期刊，最新影响因子为15.1。该期刊以推动化学工程前沿创新、促进学科在环境、能源、材料与可持续发展等领域的交叉应用为宗旨，长期关注反应工程、过程系统工程、分离技术、催化、材料化学工程、环境化工等领域的高水平研究成果。
该篇论文第一作者为程才和俞杰，通讯作者为冯玲玲教授，华中师范大学为论文唯一完成单位。研究获得了国家自然科学基金面上项目“靶向藻毒素降解酶的异烟肼类激活剂的设计合成、构效关系及激活机制的研究”及“靶向蓝藻FBP/SBPase的新型选择性杀藻剂的设计合成及作用机制研究”、中央高校基本科研业务费交叉科学研究平台重大项目、武汉市知识创新专项基础研究项目、高等学校学科创新引智计划（111 计划）等项目资助。