近日，我校轻工与食品工程学院王双飞院士团队在纤维素摩擦电材料研究中取得新进展。该研究基于纤维素优异的可降解性和摩擦电特性，通过动态共价化学的手段解决了绿色柔性电子产品中聚合物基材与导电涂层界面易剥离破碎的难题，为降低石油基电子废弃物的污染提供了思路。相关研究成果以“A Tough Monolithic Integrated Triboelectric Bioplastic Enabled by Dynamic Covalent Chemistry”为题发表于材料领域国际顶级学术期刊Advanced Materials。该论文的第一作者系轻工与食品工程学院硕士研究生邵宇正，通讯作者系轻工与食品工程学院教授聂双喜，我校为该论文的唯一完成单位。
电子废弃物对全球环境和人类健康的威胁日益严峻，引起了特别关注。以纤维素为原料的绿色电子产品是石油基电子产品的理想替代品。但在实际应用中机械不匹配的弱粘合界面，将严重影响柔性纤维素摩擦电材料的电子传输效率，导致传感器件的失效。针对这一挑战，王双飞院士团队采用动态共价化学诱导界面互锁的策略，利用硫醇-二硫键交换反应的化学选择性和位点特异性，制备了一种可降解的单片集成式摩擦电生物塑料。通过动态共价键适应界面相互作用的方式耗散应力，使绿色电子产品中介电层与导电层实现有效的界面黏附。这种单片集成式的摩擦电生物塑料与传统电子材料相比，可在不需额外电极贴片的情况下进行稳定工作，并在复杂环境中展现出良好的力学性能。
该成果是王双飞院士团队“先进木质纤维材料”课题组继2022年在Nature Communications、Advanced Materials等国际具有重要影响力期刊发表纤维素摩擦电材料系列研究成果以来的又一重大突破，反映了近年来该团队在基础科研团队建设和研究生培养质量举措上的稳步推进。
“先进木质纤维材料”课题组致力于生物质功能材料的开发及先进应用研究，开创并引领了纤维素摩擦电材料领域的发展，系统研究了纤维素摩擦电材料分子设计基础，形成了完整的纤维素摩擦电性能调控的理论体系，构筑了一系列高性能纤维素摩擦电材料。系列基础研究解决了纤维素结构与摩擦电性能关系不明确的关键科学问题，实现了天然纤维素的功能化应用，为我国造纸行业可持续发展提供了有力的科学支撑。
