近日，我校生物质材料国际联合研究中心杜官本教授、杨龙研究员和冉鑫副研究员合作提出通过”缠结交联+生物矿化+快速凝胶”创新策略和思路，开发了一种全生物基纳米纤维素粘合剂。相关研究成果发表在化工领域国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》(一区TOP，IF=16.7)上。题为Cross-linked entanglement of aldehyde and amine-functionalized nanocellulose reinforced with biomineralization to produce an all-bio-based adhesive，第一作者为杨龙研究员课题组2020级硕士研究生倪科路同学。
论文报道，首先利用微晶纤维素，通过氧化和取代反应，分别制备了醛功能化纳米纤维素(DAC)和胺功能化纳米纤维素(AC)。接着，通过使用四乙氧基硅烷(TEOS)作为前驱体，利用溶胶-凝胶法在纤维素模板上，诱导SiO2的原位生长和沉积，生物矿化构建了一个具有刚性骨架的纤维素框架(AC@SiO2)网络结构。此外，通过DAC和AC@SiO2纳米胶体溶液之间的”缠结交联+快速凝胶”策略，在室温下15秒内可快速凝胶形成具有层级结构的DAC/AC@SiO2纳米纤维素凝胶材料。
图1 缠结交联、生物矿化及快速凝胶策略构建纳米纤维素粘合剂示意图
纳米纤维素多重缠结凝胶网络通过亚胺键、半缩醛键、氢键、疏水相互作用和纤维素链之间的缠结获得了内聚力，导致了增强和增韧的粘合性能。开发得到的全生物基粘合剂能够同时满足坚固性、内聚力和耐水性要求的多尺度层级结构，原料为可再生生物质资源，符合国际林农业和生物质新材料等领域发展的方向。
新构建策略制备的全生物基粘合剂，其干/湿胶合强度可达2.05和1.26 MPa，在木材胶合板领域具有较大的应用潜力。上述工作得到了国家自然科学基金面上/地区项目、云南省基础研究计划重点/优青项目、全国博士后创新人才支持计划、云南省高层次人才培养支持计划“青年拔尖人才”、云南省中青年学术和技术带头人后备人才的资助。（来源：材料与化学工程学院/图/文：梁坤/审核：李向红/复审：李颖/责任编辑：史桓恺）
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894723016194
