本网讯 近日，我校材料与化学学院生物质基可持续材料课题组（课题组网站：https://www.x-mol.com/groups/ydd）叶冬冬教授在期刊《Advanced Energy Materials》（中科院1区Top， IF=24.4）发表基于甲壳素纳米片收集渗透能的研究论文，题目为“Sustainable Chitin-Derived 2D Nanosheets with Hierarchical Ion Transport for Osmotic Energy Harvesting”。

近年来由于各种新型微纳米材料组装的纳米流体系统不断出现，渗透能作为一种储量巨大、清洁可靠的可再生能源受到了广泛关注。用于渗透能收集的最常见纳米流体系统是利用2D（二维）纳米片通过真空抽滤、溶液浇铸、和湿法或微流体纺丝组装成的2D层状膜。然而，在这些2D层状膜中，两个相邻纳米片之间的层间距或纳米通道通常处于亚纳米水平，显著阻碍了离子通量，进而导致其输出功率密度低。一种有效解决策略即是在组装微元2D纳米片面内蚀刻出微纳米孔来增加纳米通道的数量和缩短离子迁移的路径。然而，无论是在2D纳米片的初始制备还是蚀刻孔的额外过程中，通常使用的纳米片（如石墨烯、氧化石墨烯、氮化硼、氮化碳、MXene、金属有机框架等），都具有高制备成本和较差的环境友好性，不利于大规模实际应用。

基于以上挑战，叶冬冬教授团队报道了一种通过可控剥离甲壳素本征Bouligand结构进而得到的一种新型2D材料—二维多尺度结构甲壳素纳米片（2D H-CNS）。将其真空抽滤后组装的2D层状膜可用于高效渗透能收集。这项研究促进了具有高性能渗透能量采集的生物质材料的开发。这种新型二维纳米材料2D H-CNS的制备方法成本较低、绿色环保，因此在产业化生产及应用中表现出极大的潜力。

本工作第一作者为我校和合肥工业大学联合培养硕士生向忠润，通讯作者为我校叶冬冬教授，共同通讯作者为合肥工业大学王慧庆副教授。作者感谢安徽农业大学纺织工程学科平台和安徽省高性能生物基尼龙工程研究中心提供的分析测试支持，以及国家自然科学基金和安徽农业大学提供的科研经费支持。(文图/叶冬冬 编辑/张续 审核/李乾坤 )

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202402304

叶冬冬教授课题组（生物质基可持续材料）网址：https://www.x-mol.com/groups/ydd