近日，國際綜合性期刊《自然·通訊》（Nature Communications）在線發表了我院陳朝吉教授團隊在生物質基功能凝膠材料領域的最新研究成果，論文題目為"Cellulose nanofiber-mediated manifold dynamic synergy enabling adhesive and photo-detachable hydrogel for self-powered E-skin"。

具有按需粘附-分離特性的自供電水凝膠電子皮膚在人機互動、智能電子和柔性可穿戴等領域具有廣泛的應用潛力。目前，水凝膠可逆粘附-分離性能的實現主要通過可逆共價和非共價鍵、以及利用外部刺激産生的物理拓撲纏結等方式。然而，現有的粘附-分離策略過度依賴于複雜的預處理和粘附體的物理屬性，因此通過更為簡單、快速且通用的方式構建按需調控的粘附-分離型水凝膠仍極具挑戰性。

圖1基于光驅動超分子工程策略的超分子水凝膠設計原則及動态CNF-DA/PAA@Fe³⁺超分子水凝膠的制備。

陳朝吉教授團隊聯合中國林科院林化所劉鶴研究員團隊創新性地提出一種納米纖維素介導超分子網絡多重動态協同調控策略，成功構建了一類具有強韌、可逆粘附和光觸發分離的超分子水凝膠（圖1）。來源于林木生物質細胞壁的納米纖維素（CNF）被引入到水凝膠超分子網絡，其對超分子網絡的增強作用結合Fe³⁺與聚合物鍊之間的強配位相互作用以及多巴胺（DA）粘合基團共同賦予水凝膠優異的機械性能和粘附性能。當水凝膠暴露在紫外（UV）光下時，Fe³⁺與CNF網絡發生類光芬頓（P.F.）反應，Fe³⁺被還原為Fe²⁺（CNF作為綠色類芬頓試劑），水凝膠絡合網絡發生解離與重構，從而使水凝膠表現出快速、高效的按需光脫附的粘合行為。令人驚喜的是，該納米纖維素介導超分子網絡多重動态協同調控策略對不同的天然及合成高分子具有廣泛的普适性，為具有優異粘附-脫粘性質的動态超分子凝膠的設計提供了新思路。

該研究工作由88858cc永利官网、中國林科院林化所和南京林業大學共同協作完成，中國林科院林化所碩士研究生張蕾和88858cc永利官网博士研究生陳露為論文共同第一作者，中國林科院林化所劉鶴研究員和88858cc永利官网陳朝吉教授為論文共同通訊作者，南京林業大學王珊珊教授和徐徐教授對論文理論計算部分提供指導。該項研究得到了國家自然科學基金重大項目（31890774）、江蘇省林業科技創新推廣項目（LYKJ[2021]04）、國家自然科學基金（52273091）和中央高校基本業務費（691000003）的資助。

論文鍊接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47986-y

陳朝吉課題組網址：https://biomass.whu.edu.cn/index.htm