轻工与食品工程学院聂双喜教授研究团队在先进纤维素材料研究中取得新进展

近日，我校轻工与食品工程学院聂双喜教授研究团队开发了一种具备快速自修复功能的纳米纤维素导电水凝胶先进功能材料，并将该材料作为全柔性自供电汗液传感器电极，实现了对汗液中生物标志物的实时自供电传感，解决了传统传感器件材料的自愈性、全柔性难题。研究成果以“可自修复的纳米纤维素水凝胶用于自供电汗液传感”（Stretchable Triboelectric Self-Powered Sweat Sensor Fabricated from Self-Healing Nanocellulose Hydrogels）为题发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。广西大学是本成果的唯一完成单位，聂双喜教授的2018级博士研究生秦影为第一作者，聂双喜教授为通讯作者。《先进功能材料》是Wiley出版社旗下的国际材料科学领域最高层次期刊之一，为Nature Index收录期刊，中科院JCR分区为一区。期刊致力于报道材料科学取得的突破性进展，以其高质量的内容和高影响力而闻名，被业内公认为高学术质量科技期刊，涉及领域包括纳米技术、化学、物理学和生物学，成为国际材料科学界的首选。

纤维素是地球上最丰富的天然高分子聚合物材料，且具备优异的可修饰能力，是先进功能材料的卓越基材。此次，聂双喜教授研究团队采用经TEMPO氧化的纳米纤维素（TOCNF）增强了水凝胶（CPPH）的快速自修复性能（无需外界刺激，在10 s内完成95%以上的高效拉伸和发电自修复效率）和拉伸性能（高达1530%），聚苯胺在TOCNF表面上的原位聚合赋予了CPPH高电导率（0.6 S m-1）。将CPPH电极应用于柔性可穿戴汗液传感器，基于摩擦电效应，可以通过人体运动时产生的周期性生物力学振动以和离子选择性膜对特定离子的选择性透过分别对汗液中钠、钾和钙离子浓度进行传感检测。经实验分析，证实了CPPH汗液传感器具有全柔性、高灵敏度、高选择性及高稳定性的优势，为实时观测运动过程中个体健康状况并及时预警提供便利。近年来，在王双飞院士的带领下，聂双喜教授研究团队致力于先进纤维素功能材料的开发及其构效关系的深入解析，系统研究了纤维素材料摩擦起电性能影响及关键控制要点，开发了直接控制和从分子水平上永久改变纤维素表面官能团的关键技术。研究成果形成了完整的调控纤维素摩擦电性能的理论体系，对实现高性能纤维素基摩擦电材料的开发具有重大意义。系列研究成果在《今日材料》（Materials Today）、《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）、《美国化学会·纳米》（ACS Nano）、《纳米能源》（Nano Energy）等国际著名期刊上发表SCI论文130余篇，所发表的论文近三年被国际同行引用3000余次，累计入选ESI热点论文1篇、ESI高被引论文13篇。聂双喜教授先后获得“教育部技术发明一等奖”（2018年）、“国家技术发明二等奖”（2019年）及“教育部-霍英东青年教师奖”（2020年）。

“先进木质纤维材料”课题组成员合影（后排中间为聂双喜教授）

文章转载自微信公众号广西大学

（ID：gxuweixin）

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