通过热诱导氢键重塑构建的高弹性水凝胶可以在湿态和干态之间切换。 图片来源：张福生和李琼雅

纤维素纳米晶体（CNC）是一种新兴的生物基材料，已广泛应用于电子、生物塑料和能源等领域。然而，这类材料在潮湿或液体环境中的功能失效不可避免地阻碍了它们在生物医学、膜分离、环境监测和可穿戴设备等领域的发展。

现在，中国科学院大连化学物理研究所的卿光焱教授带领的一个研究小组报道了一种可持续的、不溶性的、手性光子纤维素纳米晶体贴片，用于汗液中钙离子（Ca2+）的传感。

这项于 4 月 13 日发表在《Small》杂志上的研究，为 CNC 的功能化提供了一个新思路。

研究人员开发出了一种简单而高效的方法来制备基于不溶性 CNC 的水凝胶。他们发现，通过利用分子间氢键重构，热脱水能够使优化后的 CNC 复合光子膜在水溶液中形成稳定的水凝胶网络。此外，他们指出，这种水凝胶可以在干态和湿态之间可逆切换，这便于进行特定的功能化。

通过在液体环境中吸附溶胀引入功能化分子，得到了一种具有抗冻性（零下 20 摄氏度）、强粘附性、良好生物相容性以及对 Ca2 + 高灵敏度的水凝胶。

“这项工作有望促进可持续纤维素传感器在监测其他代谢物（即葡萄糖、尿素和维生素等）方面的应用，” 卿教授说。“它也为在环境监测、膜分离和可穿戴设备中运行的数字控制水凝胶系统奠定了基础。”

更多信息：李琼雅等人，《用于汗液中钙离子传感的可持续、不溶性和光子纤维素纳米晶体贴片》，《Small》（2023 年）。DOI: 10.1002/smll.202207932

期刊信息：《Small》

由中国科学院提供