多糖和蛋白质等天然聚合物被广泛用作制造先进材料的基质[1-4]。在众多的天然聚合物中,细菌纳米纤维素 (BNC)、纤维素纳米纤维 (CNF) 和纤维素纳米晶体 (CNC)(即纤维素的三种纳米形式)目前在现代科学和技术领域备受关注[5-7]。这些纳米级纤维素基质的环保性质、独特性能和多种功能正在被研究,以设计先进的纳米复合材料和纳米杂化材料,应用于力学、光学、电子、能源、环境、生物和医学等众多领域。纳米材料特刊的标题为“先进的纳米纤维素基材料:生产、特性和应用”,汇集了来自世界顶尖科学家研究纳米纤维素的原创研究和评论文章。因此,本期特刊收集了一篇关于纤维素纳米材料表征的评论论文 [8] 和八篇研究论文,重点关注 BNC [9-11]、CNF [12-15] 和 CNC [16] 用作复合材料的增强材料 [13-15] 以及生产燃料电池的离子交换膜 [9]、组织工程和伤口愈合的贴片 [10, 11] 以及用于癌症治疗的纳米系统或纳米载体 [15, 16]。在题为“纳米级红外光谱表征纤维素纳米材料的最新进展”的论文中,Zhu 等人。 [ 8 ] 综述了当前最先进的纳米级红外光谱和成像技术,即基于原子力显微镜的红外光谱 (AFM-IR) 和红外散射扫描近场光学显微镜 (IR s-SNOM),在表征纤维素纳米材料方面的应用最新进展。作者指出,AFM-IR 和 IR s-SNOM 是两种用于纳米级空间分辨率成分分析和化学映射的技术,还可以提供有关纤维素纳米材料的机械、热和电性能的深刻信息 [ 8 ]。Vilela 等人的研究。 [9] 证明了将 BNC(即微生物胞外多糖)与水溶性阴离子磺化木质素衍生物(即木质素磺酸盐)和天然交联剂(即单宁酸)结合起来生产具有良好机械性能(最大杨氏模量约 8.2 GPa)和吸湿能力(48 小时后约 78%)和最大离子电导率为 23 mS cm−1(在 94 ◦ C 和 98% 相对湿度下)的独立均质膜的可行性。尽管所实现的电导率值与文献中报道的其他全生物基离子交换膜相当或更高,但它们仍然比目前燃料电池中使用的标准商用 NafionTM 离聚物低两个数量级。尽管如此,作者认为,这项研究可能有助于开发环境友好型导电隔膜的漫长而艰辛的道路,特别是通过利用农业和工业副产品的剩余原材料 [ 9 ]。Kutov á 等人的研究也同样有趣。[ 10 ] 研究了干燥方法(风干或冷冻干燥)和随后的氩等离子体改性对导电隔膜的影响。
化学部门:精选参考文献 6121 光谱学和动力学 Dunkelberger, AD; Ratchford, DC; Grafton, AB; Breslin, VM; Ryland, ES; Katzer, DS; Fears, KP; Weiblen, RJ; Vurgaftman, I.; Giles, AJet al. 超快主动调节 Berreman 模式。ACS Photonics 2020, 7 (1), 279;https://doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01578 Dunkelberger, AD; Ellis, CT; Ratchford, DC; Giles, AJ; Kim, M.; Kim, CS; Spann, BT; Vurgaftman, I.; Tischler, JG; Long, JPet al. 通过载流子光注入主动调节表面声子极化子共振。 Nature Photonics 2018, 12 (1), 50; https://doi.org/10.1038/s41566-017-0069-0 Grafton, AB; Dunkelberger, AD; Simpkins, BS; Triana, JF; Hernández, FJ; Herrera, F.; Owrutsky, JC 硝普钠中的激发态振动-极化子跃迁和动力学。Nature Communications 2021, 12 (1), 214.;https://doi.org/10.1038/s41467-020-20535-z Klug, CA; Miller, JB 自动检测宽 NMR 谱:顺磁性 UF4 的 19F NMR 和负载型 Pt 催化剂的 195Pt NMR。固态核磁共振 2018,92,14-18;https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2018.03.006 Maza, WA;Pomeroy, ED;Steinhurst, DA;Walker, RA;Owrutsky, JC 固体氧化物燃料电池合成气运行中硫污染的光学研究。电源杂志 2021,510,230398;https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230398 6123 材料合成与加工 Chaloux, BL;Yonke, BL;Purdy, AP;Yesinowski, JP;Glaser, ER;Epshteyn, A.; P(CN)3 碳磷氮化物前体扩展固体材料化学,2015, 27 (13), 4507–4510;https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5b01561 Epshteyn, A.; Garsany, Y.; More, KL; Jain, V.; Meyer III, HM; Purdy, AP; Swider-Lyons, KE;通过将催化剂纳米粒子粘附固定在石墨碳载体上来提高电催化剂耐久性的有效策略,ACS Catalysis 2015, 5 (6), 3662–3674; https://doi.org/10.1021/cs501791z Maza, WA、Breslin, VM、Owrutsky, JC、Pate, BB、Epshteyn, A、水合电子的纳秒瞬态吸收和线性全氟烷基酸和磺酸盐的还原,环境科学技术快报,2021,8,7,525-530;https://doi.org/10.1021/acs.estlett.1c00383 MT Finn、BL Chaloux 和 A. Epshteyn,探索反应条件对声化学生成的 Ti-Al-B 燃料粉末形态和稳定性的影响,能源与燃料,2020,34,11373-11380; https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c01050 MD Ward、BL Chaloux、MD Johannes 和 A. Epshteyn,《硼硫酸铵中的便捷质子传输——一种适用于中温的未加湿固体酸聚电解质》,《先进材料》,2020 年,2003667;https://doi.org/10.1002/adma.202003667 6124 材料应用概念 Thum, MD;Casalini, R.;Ratchford, D.;Kołacz, J.;Lundin, JG,通过表面诱导无序实现的液晶芯纳米纤维的光致变色相行为。J. Mat. Chem. C,2021,9,12859-12867;https://doi.org/10.1039/D1TC02392F Giles, SL;Sousa-Castillo, A.;Santiago, EY;Purdy, AP;Correa-Duarte, MA;Govorov, AO;Baturina, OA 使用 SiO2-TiO2 复合颗粒和空气进行有害硫化物 2-氯乙基乙基硫化物的可见光驱动氧化。胶体界面科学通讯,2021,41,100362;https://doi.org/10.1016/j.colcom.2021.100362