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叶冬冬教授团队在期刊《Science Bulletin》发表基于流体动力扭转策略制备高性能仿生纤维素超纤维的研究论文，题目为“Hydrodynamic twisting enables bioinspired cellulose metafibers with exceptional strength and toughness”。

再生纤维素纤维凭借全生物降解、原料可再生的绿色属性，在纺织服装、建筑工程、农用耗材等领域展现出广阔应用前景。这类材料依托纤维素分子本征的刚性链结构与致密氢键网络，理论拉伸强度可达7 GPa以上。然而，传统湿法纺丝工艺难以精准调控再生过程中的分子排列与结构完整性，易出现氢键网络破坏、缺陷累积等问题，导致多数再生纤维素纤维实际强度不足3 GPa，且普遍存在强度与韧性难以兼顾的短板，制约了其向高负载结构场景的拓展应用。

基于以上挑战，叶冬冬教授团队联合浙江大学朱书泽教授团队，基于流体动力扭转纺丝策略精准调控非对称微流场内的剪切与扭转过程，结合化学交联网络锁定分子有序构型，使纤维内部形成连续扭转的分级超结构。这一设计不仅显著抑制了纺丝过程中的缺陷累积，还实现了高效应力离域与协同载荷传递，同时兼顾了分子排列有序度与结构韧性。最终制备的仿生纤维素超结构纤维（Meta-CFs）在强度与韧性上实现协同重大突破，最高拉伸强度达3.29 GPa，韧性达349.5 MJ m^-3，强度媲美高性能合成纤维，韧性堪比天然蜘蛛丝，综合性能远超已报道的各类再生纤维素纤维。

安徽农业大学硕士研究生杨婷婷为本文第一作者，安徽农业大学叶冬冬教授、傅晓童博士后以及浙江大学朱书泽教授为本文通讯作者。作者感谢安徽农业大学材料与化学学院提供的分析测试支持，以及国家自然科学基金、安徽省自然科学基金优秀青年基金、安徽省自然科学基金、安徽农业大学提供的科研经费支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.07.069

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