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能源学院林鹿教授团队在生物质基天然柔性水凝胶领域取得新进展
发布时间:2022-07-01

近日,厦门大学能源学院能源林鹿教授团队在生物质基天然柔性水凝胶研究取得新进展,相关成果以‘Highly Flexible and Broad Range Mechanically Tunable All Wood Hydrogels with Nanoscale Channels via the Hofmeister Effect for Human Motion Monitoring’为题发表在期刊《Nano-Micro Letters》上。

坚韧柔韧的水凝胶因其在组织工程、软体机器人等领域的潜在应用而受到广泛关注。天然木材作为一种丰富的生物质资源,在木材加工过程中,木质素作为天然植物中第二丰富的生物聚合物,未被充分利用而造成了严重的资源浪费。

林鹿教授团队通过Hofmeister Effect构建设计了一种聚乙烯醇(PVA)增强的全木水凝胶,无需添加任何化学交联剂。通过木质素重排、PVA浸渍、硫酸钠盐析等一系列处理,实现了从天然木材到柔性智能材料的跨越。在该体系中,纤维素纤维作为高度对齐的骨架结构,PVA作为填料,木质素分子作为交联剂。所制备的全木水凝胶具有良好的柔韧性、较高的机械强度和导电性,能够准确识别人类各种宏观或细微的行为,在可穿戴传感器和组织工程等相关领域具有巨大的应用潜力。

 由于Hofmeister效应是一个可逆的过程,使全木水凝胶能够在水中软化甚至溶解,因此可以有效调节全木水凝胶的机械强度。也因此全木水凝胶可生物降解、可回收,解决了以往废旧电子器件难处理的问题,实现了资源的高效利用。

 这项工作不仅展示了由传统生物质制备柔性智能传感器的新策略,而且提供了一种科学和技术上可行的制备柔性智能材料的思维方式,这些探索将为实现由天然生物质到智能材料的跨越提供基础。

 这项研究工作是在林鹿教授和曾宪海教授共同指导下完成的,能源学院博士生闫贵花为文章第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金和福建省基金等资助。

 原文链接:https://doi.org/10.1007/s40820-022-00827-3


(能源学院投稿)


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