Advanced Functional Materials（《先进功能材料》）近日在线发表了武汉大学化学与分子科学学院蔡杰教授的最新研究成果。论文题为“Super-Strong and Super-Stiff Chitosan Filaments with Highly Ordered Hierarchical Structure”（《具有高度有序多级结构的超强超硬壳聚糖纤维》）。

博士研究生陈毅军和张晴为本论文的共同第一作者，蔡杰为论文唯一通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、深圳市科技计划项目、湖北省重点研发计划项目的支持。

当今世界，人类正面临着不可再生的化石资源日渐枯竭的危机和不可降解的塑料垃圾对陆地和海洋生态环境的严重危害。随着人们对纤维产品需求量的不断增加，发展不依赖于化石资源，以生物相容性、生物可降解性的可再生生物质资源为原料的生物基纤维成为后石油时代纺织行业可持续发展新趋势，也是人们摆脱对石油基纤维依赖的重要途径。

蔡杰课题组一直致力于天然高分子绿色新溶剂和新材料研究，实现了纤维素、甲壳素和壳聚糖在水溶剂体系中的高效快速溶解，构建出高性能和多功能天然高分子基环境友好材料和生物医用材料。在前期工作的基础上，他们开发了一种绿色湿法纺丝技术制备出超强、超硬的壳聚糖纤维。壳聚糖纤维具有高度有序的多级结构，拉伸强度和杨氏模量分别达到878 ± 123 MPa和44.7 ± 12.3 GPa，与蜘蛛丝和细菌纤维素性能相当。而且，壳聚糖纤维的比强度和比模量优于低密度钢。

高度有序多级结构壳聚糖纤维

这种可连续、规模化制备高性能壳聚糖纤维是从传统的天然纤维向海洋生物质资源的延伸，有助于实现其在柔性器件、生物材料、健康防护等领域的实际应用。

文章链接：

Super-Strong and Super-Stiff Chitosan Filaments with Highly Ordered Hierarchical Structure

Yijun Chen,Qing Zhang,Yi Zhong,Pingdong Wei,Xuejie Yu,Junchao Huang,Jie Cai^*

https://doi.org/10.1002/adfm.202104368