科學家制備出新型柔性汗液傳感器

在低碳循環經濟的倡導下，纖維素納米晶作為一種生物基材料被迅速開發，在電子、生物塑料、能源等領域都被廣泛應用，有望加速推進各領域的可持續發展。近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員卿光焱團隊設計并制備了一種用于汗液中鈣離子傳感的可持續、不溶性和手性光子纖維素納米晶體貼片。該研究為纖維素納米晶的功能化研究提供了一種新思路。相關成果于2023年4月13日發表在材料領域刊物Small上。

纖維素納米晶（CNC）可以自發組織形成手性向列液晶結構，并且產生絢麗的光子結構色，這對可持續性光學和光學傳感的發展非常重要。然而，此類材料在潮濕或液體環境中功能會失效，不可避免地損害了它們在生物醫學、膜分離、環境監測和可穿戴設備中的發展。因此，通過簡單有效的手段使得CNC在液體環境下穩定存在，對實現功能化的應用非常重要。

本工作中，團隊發展了一種制造不溶性CNC基水凝膠簡單且有效的方法。研究人員利用分子間氫鍵重構，熱脫水使優化的CNC復合光子膜在水溶液中形成一個穩定的水凝膠網絡。研究發現，該水凝膠在干濕狀態之間可以可逆轉換，便于進行特定的功能化處理。隨后，團隊通過在液體環境下吸附溶脹引入功能化分子，得到了具有抗凍性、強黏附性、良好生物相容性、對Ca2+高靈敏度和高選擇性感應的水凝膠。

該工作有望促進利用可持續纖維素傳感器監測其他代謝物的應用，并為在環境監測、膜分離和可穿戴設備中運行的數控水凝膠系統奠定基礎。

（來源：中國科學報）