隨著世界經濟的高速發展，能源需求增加與傳統能源日漸枯竭之間的矛盾日益加劇，同時，大量化石燃料燃燒帶來的環境和氣候變化問題已引起世界各國的關注。為實現人類和社會的可持續發展，大力發展可再生能源是一條必由之路，其中，生物能源的開發成為世界各國研究的熱點之一。
生物柴油是一種具有較好發展前景的生物能源，是優質的石化柴油代用品。廉價原料油是生物柴油工業化生產的關鍵，原料油成本在生物柴油成本構成中約佔75%。
微藻由於其特有的化學組成和結構,被認為是生產生物柴油的優質原料來源。與其他生物柴油原料相比，微藻具有生長速度快，油脂含量高，不佔用耕地等優勢。然而現階段，微藻生物能源仍局限於小規模的研究階段，其大規模工業化生產仍受到較大限制，其中最主要的原因是較高的生產成本。
微藻生物柴油的生產主要包括微藻細胞的培養、微藻的採收、油脂的提取與加工等流程，其中微藻細胞的採收是較為關鍵的流程之一，其成本可以佔到微藻總生產成本的20%~30%；而常規的油脂提取方法通常需要將收集的溼藻細胞烘乾，這一過程往往能耗較大，增加了生產成本。
為了解決微藻生物能源生產下遊技術中存在的問題，中國科學院過程工程研究所研究員劉春朝帶領研究團隊，在微藻採收及藻油提取方面取得了一些新進展。
磁性納米顆粒因其生物相容性、特殊的磁學性能,使其在生物和醫學領域具有廣闊的應用前景，如核酸和蛋白純化、酶固定化、藥物靶向等。由於磁性材料具有易於分離、分離操作簡單的特點，將磁性分離技術引入微藻細胞的採收可能實現微藻的高效採收，降低該環節的成本。
基於此設想，劉春朝帶領的團隊針對微藻細胞表面功能基團的特徵及其帶電特性，製備了適合與微藻表面進行快速高效吸附的功能化磁性納米顆粒，並將其應用於淡水微藻和海洋微藻的採收。
研究表明，採用磁性納米顆粒能夠對小球藻、布朗葡萄藻、微擬球藻進行高效的細胞採收，回收率達到95%以上，顆粒用量因微藻細胞的大小及表面特性而有所差異。
該技術除了具有較高的採收效率外，還具有以下特點：分離過程反應時間短，只需要1~4 分鐘；顆粒在培養液中無殘留，微藻採收後的培養液可重複應用於微藻培養。為了進一步降低成本並滿足不同的微藻生產目的，該團隊研究人員建立了一套行之有效的磁性顆粒回收再生的方法，並得到了實驗的驗證。
新技術的出現最終是為了滿足工業化生產的需求。為此，劉春朝的團隊設計了專門用於微藻大規模磁性採收的磁性分離裝置，並申請了相關的專利。這種微藻磁性分離技術能夠實現微藻的快速、高效分離，節約用水，降低了成本，結合規模化的磁性分離裝置，可廣泛的應用於大規模微藻生產中，具有較好的產業化開發前景。
富含烴類物質的布朗葡萄藻作為一類重要的能源微藻，其產生的烴類物質是一類優質的生物燃料。布朗葡萄藻的烴類物質主要積聚在細胞外部，利用非極性溶劑可以從乾燥藻體中將其提取；但是對於布朗葡萄藻溼藻細胞的藻油提取，由於藻細胞表面水化膜的屏障作用，使得藻油的回收率較低，從布朗葡萄藻溼藻細胞中提取藻油仍然面臨很大的挑戰。
近期，劉春朝帶領的研究團隊研究發現，利用1,2-二甲氧基乙烷能夠高效的從布朗葡萄藻溼藻細胞中提取藻油。結果表明，提取劑與溼藻中水的體積比影響提取效率，當1,2-二甲氧基乙烷與溼藻中水的體積比大於6.5：1（v/v）時，藻油的回收率大於96%。
隨後，該團隊研究人員建立了相關數學模型，研究了藻油回收率和1,2-二甲氧基乙烷與溼藻中水體積比之間的關係。能量消耗分析表明，這種從布朗葡萄藻溼藻細胞中提取藻油的方法，能夠有效地降低藻油提取過程的能耗。並且，該方法在不需要經過嚴格乾燥脫水處理藻體的情況下，仍然能夠保持較高的藻油回收率，節省藻油提取過程能耗，具有較好的應用前景。
（原載於《中國科學報》 2013-09-04 第5版 技術經濟周刊）