材料科学与工程学院柏良久团队联合烟台先进材料与绿色制造山东省实验室在一区TOP期刊Carbohydrate Polymers上发表最新研究成果

近期，鲁东大学材料科学与工程学院柏良久教授团队联合烟台先进材料与绿色制造山东省实验室孙鑫博士在《Carbohydrate Polymers》（中科院一区TOP，IF=12.5），发表了题为“Antifreeze proteins and surface-modified cellulose nanocrystals for designing anti-freezing conductive hydrogel sensors”的学术论文。柏良久教授为论文的第一作者和通讯作者。

研究表明，纤维素纳米晶体与抗冻蛋白的协同作用可以调节水凝胶的力学性能、抗冻性能和高传感灵敏度。通过对纤维素纳米晶体进行化学改性，制备了一种新型的水凝胶。基于贻贝化学的原理，引入多巴胺（DA）以增加粘附力和化学交联点，成功地将两性离子脯氨酸（ZP）修饰到CNCs表面，得到纤维素纳米晶@聚多巴胺@两性离子脯氨酸随后，将CNCs @ PDA@ZP和AFP掺入聚丙烯酸/瓜尔胶（PAA/GG）和FeCl₃的多组分网络中以构建防冻剂，自愈合纳米复合水凝胶基柔性传感器。通过其组分的协同效应，沿着AFP通过与H₂O结合来抑制冰晶生长，水凝胶在-20℃和3.0 MPa的断裂应力下在1.3 h内实现了81.7%的自愈合率。此外，该水凝胶的高灵敏度（GF = 4.0）增强了其在柔性传感器中运动检测的适用性。这项工作提供了一种改性纳米材料的方法，并为防冻、自修复的纳米复合水凝胶提供了一种途径。