yl23455永利|主页-欢迎您!

您现在的位置:首页  科学研究  科研进展

我院在甲壳素纳米晶自组装领域取得合作新成果

来源:yl23455永利  发布时间:2022-02-18 访问次数:14

  •   近日,澳门永利yl23455永利肖亚中教授团队王加秀副教授与哥廷根大学Kai Zhang 教授、华中农业大学刘培文研究员合作,在甲壳素纳米晶的仿生限域挥发自组装中发现了一种全新的固定界面挥发自组装(FB-EISA)模式,为理解自然界生物体中Bouligand结构的天然形成过程提供了新思路。

      甲壳素的天然纳米单元在三维空间上有序排布所形成的Bouligand结构广泛存在于天然生命体内,为许多生物甲壳与表皮的坚固力学及其多彩的生物光学奠定了结构基础。目前,利用传统的挥发诱导自组装过程来模拟Bouligand结构的天然形成是一个极大的挑战,主要存在所得结构不均匀、只有平面结构以及对周围环境稳定性要求严苛等问题。研究团队受自然界中昆虫甲壳颜色结构的启发,将甲壳素纳米晶的自组装限定在毛细管内进行。在这种FB-EISA模式下,挥发面固定在毛细管的末端,该挥发面同时也是初始沉积面,并保持稳定。挥发过程中只有一个完整、连续、且非平面的相界面,水从低浓度区域向高浓度区域渗透并挥发,使得甲壳素纳米晶有充足的时间调整到能量最低的平衡状态并高度有序地排列。最终甲壳素纳米晶自组装成为高度有序、梯度多彩、界限明显的三维双折射结构(多层抛物面结构和嵌套多层管状结构),与自然界中昆虫的甲壳结构相类似。此外,该FB-EISA过程能够抵抗温度升高、外力震荡以及与重力夹角变化等干扰,表现出复杂环境下优异的稳定性。

    图1: 甲壳素纳米晶在限域自组装过程中形成的双折射结构色

      相关研究成果以“Biomimetic confined self-assembly of chitin nanocrystals”为题在国际著名期刊《Nano Today》上发表。华中农业大学刘培文、澳门永利王加秀、东北林业大学戚后娟为第一作者,哥廷根大学Kai Zhang 教授为通讯作者。

      原文链接: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2022.101420.