武汉纺织大学徐卫林院士团队 Small：光致变色细菌纤维素的绿色制造助力光图案化和紫外预警

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光致变色智能纺织品能够感知紫外线并做出颜色反应，在信息加密、防伪、防晒服等领域有广阔的应用场景。目前，基于细菌纤维素（BC）的光致变色复合材料的制备倾向于在BC形成之后的非原位改性，如进行物理破碎后减压过滤和直接化学改性。然而，非原位改性存在界面结合较弱、负载牢度不稳定、负载量低、功能材料分散不均匀，甚至功能层只存在于BC表面的问题，生物安全性低，为细菌纤维素基光致变色纺织品的应用提出了挑战。

针对上述问题，武汉纺织大学省部共建国家重点实验室徐卫林院士团队利用微生物发酵法，一步获得结合牢度和光响应效果优异的BC基光致变色纺织品（PBC），并展示了这种新型BC基光致变色智能纺织品的应用。研究成果以“Scalable, Green, Flexible Photochromic Bacterial Cellulose for Multicolor Switching, Photo-patterning, and Daily Sunlight UV Monitoring”为题发表在国际期刊Small上。

图1. PBC的原位微生物发酵制备流程及应用展示

原位微生物发酵策略旨在形成BC的同时进行原位功能化。利用该策略，BC在培养组装期间能够将光致变色功能材料负载到三维纳米网络中，实现了功能材料的均匀分布、高负载量和高牢度，最终形成致密的三维光致变色纳米网络。在紫外线和可见光照射下，发酵后的PBC能够在 ON 和 OFF 状态之间可逆地迅速切换，显示出从奶白色到深蓝色的变色循环。基于柔性、耐久性和可宏量制备的特点，PBC在可调谐颜色切换系统设计、光信息化和日光紫外线预警等智能可穿戴纺织品领域显示出独特优势。

图2. PBC的光致变色性能和耐久性能 

图3. PBC在可调谐颜色切换系统设计、光信息化和紫外线预警中的应用

武汉纺织大学省部共建国家重点实验室刘可帅教授为该论文通讯作者，第一作者为武汉纺织大学硕士研究生李娟。团队长期从事功能性纤维材料加工和高性能特种纺织品研究，获得2022年湖北省科学技术发明奖二等奖一项，2018年湖北省科学技术发明奖一等奖一项，2019年安徽省科学技术奖一等奖一项。迄今已在Advanced Functional Materials, Composite Part B, Chemical Engineering Journal, Advanced Science等国内外学术期刊发表文章40余篇。该工作得到徐卫林院士的大力指导以及国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、湖北省科技创新人才计划课题、湖北省重点研发计划课题等经费支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/smll.202309514

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