近日，土木工程学院姜旭、强旭红两位长聘副教授及其博士后Khalil Ahmed在Nature旗下首个工程领域子刊《通讯·工程》（Communications Engineering）上发表题为“退役风机叶片中纤维与树脂分离的冻融循环回收法（Freeze-thaw Recycling for Fiber–resin Separation in Retired Wind Blades）”的论文，研究针对风电领域即将面临的规模巨大的退役风机叶片有效回收难题，提出了一种新型环境友好的基于冻融循环的纤维—树脂分离方法，高度契合国家“双碳”战略发展目标。

该方法仅利用人体安全温度的水渗透废弃风机叶片中既有的微裂纹与空隙。当水结成冰的时候，冰的膨胀作用会放大这些既有的缺陷，使纤维—树脂界面脱粘并逐渐分离。多模态表征技术（结合扫描电子显微镜、显微计算机断层扫描(CT)、质量变化等试验研究）证实了该方法能精准破坏纤维—树脂界面，而不改变环氧树脂的化学结构。定量分析表明，经过十天的冻融循环处理后，显微CT检测到的裂纹体积分数提升了约65%，连通孔隙率增加了约32%。同时，纳米压痕测试显示玻璃纤维弹性模量保持率高达96%。这表明该技术在削弱界面强度的同时保持了纤维的性能。值得关注的是，处理后的废水依然接近中性（pH≈6.4），总有机碳含量较低（约1.3mg/L），均符合世界卫生组织/环境健康署的标准；微塑料碎片大小为微米级，可通过过滤轻松去除。

该研究有两个突出的技术关键点：（i）令“既有损伤”发挥作用——利用退役风机叶片中由于疲劳产生的微裂纹来激发可控的纤维—树脂分离；（ii）在材料分析之外，引入了对冻融用水质的实用性环境评估。这两项创新共同推动了退役风机叶片回收领域实用的、以界面驱动的回收再利用思维新模式。

该冻融循环处理方法作用于界面（而非聚合物本体），可作为机械回收工艺的补充，有望成为多相回收流水线中的低能耗绿色预处理环节。这使得后续在汽车零部件、退役风机叶片、建筑材料及体育器材等领域中实现纤维的回收再利用成为可能。该技术依托商用冷冻设备和可循环水源，与热化学回收路线相比具有更高的技术经济性，也能在退役风机叶片的报废场所更便捷地布置处置装置，同时大大降低了常见回收方法的环境影响，实现了碳减排，大规模推广该方法具有广阔的经济与环境效益。

冻融循环对纤维—树脂分离的作用机制 

冻融循环回收法的微塑料释放与环境影响评估

Nature子刊《通讯·工程》（Communications Engineering）在2025年度发表的所有论文中评选出20篇年度最佳论文（涵盖电子、汽车、机械、土木等多个领域），其中，土木工程领域共2篇论文入选，本论文是其中之一。

同济大学土木工程学院长聘副教授姜旭为论文通讯作者，长聘副教授强旭红为共同通讯作者，博士后Khalil Ahmed为第一作者，复旦大学博士后Ghazala Ashraf参与了相关研究工作。该研究获得国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s44172-025-00490-7

年度最佳论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s44172-026-00594-8#Sec14