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科學(xué)研究

輕工學(xué)院徐永建教授在國際頂級期刊《ACS Nano》上發(fā)表論文

2022-06-13 17:06 文、圖/輕工學(xué)院 祝萌 點擊:[]

近日,我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院徐永建教授團(tuán)隊在國際材料領(lǐng)域頂級期刊《ACS Nano》(IF=15.881)上發(fā)表題為“Cellulose Hollow Annular Nanoparticles Prepared from High-Intensity Ultrasonic Treatment”的研究論文。目前已知棒狀形貌納米纖維素(R-CNC)、纖維素納米纖絲(CNF)、球形納米纖維素(SNC)以及片狀納米纖維素(CNS)四種形貌的納米纖維素。論文首次報道了一種中空環(huán)狀纖維素納米晶( HTA-CNCs ),該研究補(bǔ)充完善了纖維素基礎(chǔ)理論,拓寬了纖維素納米晶的研究方向,為其高附加值應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。陜西科技大學(xué)為第一通訊單位,碩士研究生高敏蘭為第二作者,博士研究生張永奇為第三作者,徐永建教授為第一作者和第一通訊作者,寧璐璐副教授是共同通訊作者。

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目前的研究表明,R-CNC在特定條件下可以轉(zhuǎn)換成環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HTA-CNC。球差校正透射電子顯微鏡結(jié)果表明,HTA-CNC的尺寸特征:環(huán)直徑10.0-30.0 nm,環(huán)壁寬度3.0-4.0 nm,環(huán)厚度2.0-5.0 nm。FT-IR光譜及擬合結(jié)果表明,HTA-CNC的三種氫鍵數(shù)量減少,游離OH增加。拓?fù)湫蚊睭TA-CNCs的結(jié)構(gòu)和氫鍵變化趨勢,分子動力學(xué)模擬與FT-IR擬合結(jié)果趨勢一致,結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)松弛,氫鍵總量減少了約30%;拓?fù)湫蚊残纬蛇^程中纖維素分子鏈苷鍵鍵角Tau(C4-O4-C1)及苷鍵夾角Phi(O5-C1-O4-C4)和Psi(C1-O4-C4-C5)發(fā)生了變化。從整體勢能上看,HTA-CNC的能量高于R-CNCs,環(huán)化需要外力做功,將動能轉(zhuǎn)化為勢能,環(huán)化過程中形貌結(jié)構(gòu)改變所帶來的熵增可能是穩(wěn)定環(huán)狀結(jié)構(gòu)的因素。

中空無機(jī)/金屬納米粒子是良好的藥物輸送載體,這得益于其空心結(jié)構(gòu)。論文報道的這種新形貌結(jié)構(gòu)的CNC,具有典型的中空環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在藥物緩釋、輸送等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

文章鏈接:https://doi.org/10.1021/acsnano.1c11167

(核稿:劉國棟 編輯:劉倩 學(xué)生編輯:張梅琳)

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