本網(wǎng)訊 近期，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）葉冬冬教授在國(guó)際著名期刊Advanced Functional Materials (中科院1區(qū)top，自然指數(shù)期刊，IF=18.5) 發(fā)表微流控紡絲構(gòu)建加捻纖維素纖維相關(guān)最新研究論文，題目為“Customizable Twisted Nano?uidic Cellulose Fibers byAsymmetric Micro?uidics for Self-Powered UrineMonitoring”。
生物膜系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)離子進(jìn)出細(xì)胞，促進(jìn)感知、維持滲透平衡和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)酸度等生理過(guò)程。受生物離子通道啟發(fā)，科學(xué)家們大量構(gòu)建了具有帶電納米通道的類(lèi)生物膜納米流體系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)選擇性離子傳輸。納米流體獨(dú)特的選擇性離子傳輸特性，使其在能量收集和傳感領(lǐng)域（如壓力檢測(cè)、植物營(yíng)養(yǎng)溶液濃度、汗液健康檢測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)等）具有廣泛的應(yīng)用潛力。然而，挑戰(zhàn)在于如何通過(guò)可控方式調(diào)節(jié)納米材料的空間組裝，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、自供能和離子感應(yīng)能力的集成功能，克服高成本、加工復(fù)雜性以及對(duì)外部電源依賴(lài)等問(wèn)題。
為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，葉冬冬教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)不對(duì)稱(chēng)流場(chǎng)調(diào)節(jié)藻類(lèi)纖維素納米纖維的組裝，制備了表面扭曲、內(nèi)部對(duì)齊的藻類(lèi)纖維（扭曲纖維）。相比于對(duì)稱(chēng)工藝制備的纖維，扭曲纖維表現(xiàn)出直徑顯著減?。◤?3.6 μm到20.4 μm）、堆積密度增加（從0.87 g/cm3到1.47 g/cm3）、斷裂應(yīng)力提高（從249.4 MPa到468.5 MPa），以及取向度提升（Herman取向因子從0.77到0.89）。在50倍鹽度梯度下，扭曲纖維的能量收集能力達(dá)到12.87 W/m2，并可作為自供電尿液監(jiān)測(cè)器，能夠區(qū)分嬰兒的排尿和運(yùn)動(dòng)行為。其在稀電解質(zhì)下的高離子電導(dǎo)率（7.8 mS/cm）能有效提示尿液飽和。該研究為自供電生物質(zhì)基納米流體健康傳感系統(tǒng)提供了新設(shè)計(jì)概念。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一完成單位，碩士生林澤婉和博士后傅曉童為共同第一作者，通訊作者為我校葉冬冬教授，共同通訊為中國(guó)藥科大學(xué)周湘教授，課題組焦晨璐、鄭可和封其春參與工作，南開(kāi)大學(xué)劉遵峰教授對(duì)工作提供重要指導(dǎo)。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、安徽省優(yōu)秀青年基金和安徽農(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/10.1002/adfm.202414365
生物質(zhì)可持續(xù)課題組主頁(yè)：https://www.x-mol.com/groups/ydd
