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仿生制备蛋白纤维负载功能材料的多功能复合物用于高效收集与检测

李志尚  傅迎春  张琳  李延斌  
【摘要】:向自然学习是当前启发、制备和应用多功能材料的高效手段。多功能纳米复合材料已成为分离、分析和检测的最富前景载体之一。如何提高功能材料的负载效率和功能集成度是相关研究的难点与突破口。本课题组基于仿生理念,借鉴生理凝血和生物矿化等现象,发展了多种以蛋白纤维为载体(核)高效负载功能材料的方法,制备了多功能纳米复合材料,应用于目标物的收集、分析与检测。最近,本课题组采用蚕丝蛋白静电纺丝纤维(ESF)膜为模板,基于生物矿化原理生长金属-有机框架(MOFs)材料,制备了可用于水中有害物收集的多功能薄膜。受益于生物矿化原位生长方法以及ESF表面丰富的MOFs生长位点,两种MOFs材料,ZIF-8和ZIF-67的负载率分别达36%和34%,达同类结构材料的最高水平行列。MOFs也保持了本身优异的多孔结构。该复合膜用于吸附水中两种重金属离子和两种有机染料的效率均接近100%,且可方便发展成为多样化的收集/过滤装置。该方法可望提供纳米分析和检测所依赖的多功能平台的构建新思路。

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