我校生物質(zhì)工程研究院、材料與能源學(xué)院生物基材料與能源教育部重點實驗室和嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實驗室王清文教授帶領(lǐng)的生物質(zhì)材料·家居工程團(tuán)隊在木質(zhì)素基功能材料研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究結(jié)果以“Water-Induced Self-Assembly and In Situ Mineralization within Plant Phenolic Glycol-Gel toward Ultrastrong and Multifunctional Thermal Insulating Aerogels”（論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00755）為題發(fā)表在材料領(lǐng)域國際知名期刊ACS Nano上。

　　生物質(zhì)聚合物/二氧化硅納米復(fù)合氣凝膠具有極佳的保溫隔熱能力以及綠色可再生特性，因而在節(jié)能工程研究領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。然而，機械強度低和環(huán)境穩(wěn)定性差等問題嚴(yán)重制約了該類復(fù)合材料的發(fā)展。木質(zhì)素是一種產(chǎn)量大，具有復(fù)雜芳香骨架結(jié)構(gòu)的植物聚多酚，表現(xiàn)出諸如高的分子“剛度”、良好的疏水性以及優(yōu)異的耐熱性等極具吸引力的天然屬性。由于木質(zhì)素和二氧化硅前驅(qū)體在共溶膠過程中的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，制備高性能的三維塊體木質(zhì)素/二氧化硅納米復(fù)合氣凝膠仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

　　在硅藻中，硅酸縮合反應(yīng)前的穩(wěn)定化作用是通過生物分子（如多胺、多糖分子）干預(yù)非共價鍵相互作而完成的。受此啟發(fā)，生物質(zhì)材料·家居工程團(tuán)隊利用乙二醇作為仿生分子，成功穩(wěn)定了交聯(lián)木質(zhì)素/硅氧烷共溶膠過程，并在此基礎(chǔ)上通過“水誘導(dǎo)自組裝&原位礦化”策略，成功制備了一種超強二氧化硅礦化木質(zhì)素納米復(fù)合氣凝膠（LigSi）材料，該氣凝膠具有可調(diào)節(jié)的多級微納米結(jié)構(gòu)和良好的機械加工性。優(yōu)化后的LigSi具有比同類材料更高的比模量和比強度，并表現(xiàn)出優(yōu)良的耐濕保溫性、防火性、本征的自清潔/超疏水性以及近紅外反射能力，因此在節(jié)能建筑領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

　　該工作率先解決了大尺度、高強度木質(zhì)素/二氧化硅納米復(fù)合氣凝膠的制備難題，為木質(zhì)素高值化利用提供了新策略和新思路，并對多功能生物基節(jié)能建材的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。該研究論文的第一作者為我校博士后樊奇博士，通訊作者為歐榮賢副教授和王清文教授。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學(xué)基金、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目、廣州市“林業(yè)工程”重點學(xué)科等項目的資助。（文圖/生物質(zhì)工程研究院 歐榮賢）