近日，我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院徐永建教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際材料領(lǐng)域頂級(jí)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(bào)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。
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(shì)，分子動(dòng)力學(xué)模擬與FT-IR擬合結(jié)果趨勢(shì)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^(guò)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(shì)能上看，HTA-CNC的能量高于R-CNCs，環(huán)化需要外力做功，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，環(huán)化過(guò)程中形貌結(jié)構(gòu)改變所帶來(lái)的熵增可能是穩(wěn)定環(huán)狀結(jié)構(gòu)的因素。
中空無(wú)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(bào)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(guó)棟 編輯：劉倩 學(xué)生編輯：張梅琳)
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