当前位置: 液体金属 >> 液体金属前景 >> 北京林大开发双醛木聚糖基可持续稳定和催
半纤维素是我国溶解浆生产过程中主要副产物之一,其高值化利用问题严重影响产业发展,是企业亟待解决的问题之一。该半纤维素由于分支度低,分子链结构较为规整,易形成大量结晶区域,几乎不溶于常见的各种溶剂,导致其转化利用困难。如何从分子结构层面上调控其结构性能,通过绿色经济的手段实现其高值化利用,极具科学挑战性。基于液态金属(LM)的纳米墨水由于其低的胶体/化学稳定性、成本、潜在的危险以及缺乏多功能,在可穿戴电子产品中应用面临挑战。
针对以上问题,北京林业大学材料学院彭锋教授课题组开发了常温非均相氧化法对工业木聚糖进行改性,并随后制备了兼具生物相容性、优异稳定性的木聚糖基液态金属墨水材料,可用于催化聚合和凝胶基传感材料的制备。研究展示了一种双醛木聚糖(DAX)稳定LM油墨,包括低成本、长期稳定性、生物相容性和催化活性。将工业制浆副产物木聚糖与高碘酸钠(NaIO4)在水中直接转化,在室温下得到高分子量的DAX。DAX/LM油墨在约7天的时间内表现出显著的化学和胶体稳定性,以及对各种基质的高亲和力。与其他LM纳米油墨相比,DAX/LM油墨对乙烯基单体的超快聚合具有显著的催化性能,并具有构建具有运动传感性能的双网络(DN)凝胶的化学反应性。这项工作为木质纤维素生物质在未来柔性电子材料领域的高附加值利用提供了前景。
研究展示了将典型的工业半纤维素木聚糖转化为大分子表面配体双醛木聚糖(DAX),并将其应用于LM纳米油墨中,具有优异的化学/胶体稳定性、良好的生物相容性和迷人的催化效果(下图a)。由醛基和密集的大分子层驱动的还原环境对长期稳定性至关重要。为了证明其广泛的应用,DAX/LM纳米油墨通过各种技术制成,包括喷墨打印、直接书写和染色。研究了DAX/LM纳米油墨在室温下对水凝胶超快制备的催化作用。将壳聚糖(CS)偶联后,利用醛基的反应性,可以得到LM基DN凝胶传感器。总之,LM与多糖(木聚糖)的结合为绿色多功能电子纳米油墨的开发提供了新的思路。
该研究成果以Dialdehydexylan-basedsustainable,stable,andcatalyticliquidmetalnano-inks为题发表在GreenChemistry(影响因子:10.)上,论文第一作者为青年教师郝翔博士,通讯作者为彭锋教授,北京林业大学为唯一完成单位。本研究得到了北京市自然科学基金青年基金()和国家自然科学基金面上项目资助()的资助。
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