通過熱誘導(dǎo)氫鍵重塑構(gòu)建的高彈性水凝膠可以在濕態(tài)和干態(tài)之間切換。 圖片來源：張福生和李瓊雅

纖維素納米晶體（CNC）是一種新興的生物基材料，已廣泛應(yīng)用于電子、生物塑料和能源等領(lǐng)域。然而，這類材料在潮濕或液體環(huán)境中的功能失效不可避免地阻礙了它們在生物醫(yī)學(xué)、膜分離、環(huán)境監(jiān)測和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展。

現(xiàn)在，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的卿光焱教授帶領(lǐng)的一個研究小組報道了一種可持續(xù)的、不溶性的、手性光子纖維素納米晶體貼片，用于汗液中鈣離子（Ca2+）的傳感。

這項于 4 月 13 日發(fā)表在《Small》雜志上的研究，為 CNC 的功能化提供了一個新思路。

研究人員開發(fā)出了一種簡單而高效的方法來制備基于不溶性 CNC 的水凝膠。他們發(fā)現(xiàn)，通過利用分子間氫鍵重構(gòu)，熱脫水能夠使優(yōu)化后的 CNC 復(fù)合光子膜在水溶液中形成穩(wěn)定的水凝膠網(wǎng)絡(luò)。此外，他們指出，這種水凝膠可以在干態(tài)和濕態(tài)之間可逆切換，這便于進行特定的功能化。

通過在液體環(huán)境中吸附溶脹引入功能化分子，得到了一種具有抗凍性（零下 20 攝氏度）、強粘附性、良好生物相容性以及對 Ca2 + 高靈敏度的水凝膠。

“這項工作有望促進可持續(xù)纖維素傳感器在監(jiān)測其他代謝物（即葡萄糖、尿素和維生素等）方面的應(yīng)用，” 卿教授說。“它也為在環(huán)境監(jiān)測、膜分離和可穿戴設(shè)備中運行的數(shù)字控制水凝膠系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。”

更多信息：李瓊雅等人，《用于汗液中鈣離子傳感的可持續(xù)、不溶性和光子纖維素納米晶體貼片》，《Small》（2023 年）。DOI: 10.1002/smll.202207932

期刊信息：《Small》

由中國科學(xué)院提供