本網(wǎng)訊 近日，我校材料與化學(xué)學(xué)院生物質(zhì)基可持續(xù)材料課題組（課題組網(wǎng)站：https://www.x-mol.com/groups/ydd）葉冬冬教授在期刊《Advanced Energy Materials》（中科院1區(qū)Top， IF=24.4）發(fā)表基于甲殼素納米片收集滲透能的研究論文，題目為“Sustainable Chitin-Derived 2D Nanosheets with Hierarchical Ion Transport for Osmotic Energy Harvesting”。
近年來(lái)由于各種新型微納米材料組裝的納米流體系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，滲透能作為一種儲(chǔ)量巨大、清潔可靠的可再生能源受到了廣泛關(guān)注。用于滲透能收集的最常見(jiàn)納米流體系統(tǒng)是利用2D（二維）納米片通過(guò)真空抽濾、溶液澆鑄、和濕法或微流體紡絲組裝成的2D層狀膜。然而，在這些2D層狀膜中，兩個(gè)相鄰納米片之間的層間距或納米通道通常處于亞納米水平，顯著阻礙了離子通量，進(jìn)而導(dǎo)致其輸出功率密度低。一種有效解決策略即是在組裝微元2D納米片面內(nèi)蝕刻出微納米孔來(lái)增加納米通道的數(shù)量和縮短離子遷移的路徑。然而，無(wú)論是在2D納米片的初始制備還是蝕刻孔的額外過(guò)程中，通常使用的納米片（如石墨烯、氧化石墨烯、氮化硼、氮化碳、MXene、金屬有機(jī)框架等），都具有高制備成本和較差的環(huán)境友好性，不利于大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。
基于以上挑戰(zhàn)，葉冬冬教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種通過(guò)可控剝離甲殼素本征Bouligand結(jié)構(gòu)進(jìn)而得到的一種新型2D材料—二維多尺度結(jié)構(gòu)甲殼素納米片（2D H-CNS）。將其真空抽濾后組裝的2D層狀膜可用于高效滲透能收集。這項(xiàng)研究促進(jìn)了具有高性能滲透能量采集的生物質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)。這種新型二維納米材料2D H-CNS的制備方法成本較低、綠色環(huán)保，因此在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用中表現(xiàn)出極大的潛力。
本論文第一作者為我校和合肥工業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生向忠潤(rùn)，通訊作者為我校葉冬冬教授，共同通訊作者為合肥工業(yè)大學(xué)王慧慶副教授。作者感謝安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)紡織工程學(xué)科平臺(tái)和安徽省高性能生物基尼龍工程研究中心提供的分析測(cè)試支持，以及國(guó)家自然科學(xué)基金和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)提供的科研經(jīng)費(fèi)支持。(文圖/葉冬冬 編輯/張續(xù) 預(yù)審/李乾坤 審核/夏曉昀 )
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202402304
葉冬冬教授課題組（生物質(zhì)基可持續(xù)材料）網(wǎng)址：https://www.x-mol.com/groups/ydd
