輕工學院徐永建教授在國際頂級期刊《ACS Nano》上發(fā)表論文

近日，我校輕工科學與工程學院徐永建教授團隊在國際材料領域頂級期刊《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 )，該研究補充完善了纖維素基礎理論，拓寬了纖維素納米晶的研究方向，為其高附加值應用奠定了基礎。陜西科技大學為第一通訊單位，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)狀拓撲結(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。拓撲形貌HTA-CNCs的結(jié)構(gòu)和氫鍵變化趨勢，分子動力學模擬與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%；拓撲形貌形成過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/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)狀拓撲結(jié)構(gòu)，在藥物緩釋、輸送等領域具有良好的應用前景。

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

(核稿：劉國棟 編輯：劉倩 學生編輯：張梅琳)