奋斗不息，砥砺前行

近期，纺大人刻苦攻关在各个科研领域

取得了丰硕的成果

让我们一起看看吧

01

国家重点实验室杨应奎教授团队在国际TOP期刊Angewandte Chemie上发表聚合物能源电催化材料的创新成果

近日，省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室杨应奎教授团队在国际TOP期刊Angewandte Chemie上发表了题为“Linker Mediated Electronic-State Manipulation of Conjugated Organic Polymers Enabling Highly Efficient Oxygen Reduction”的高水平研究论文。武汉纺织大学为唯一通讯署名机构，重点实验室科研助理马锐为论文第一作者，重点实验室杨应奎教授、崔逊教授为论文通讯作者。据悉，自2024年以来，该团队以武汉纺织大学为第一通讯署名机构，已相继在Angewandte Chemie上发表3篇研究论文。

研究背景

氧还原反应(ORR)是燃料电池、金属-空气电池等电化学能源转换装置的重要电极反应，开发高效、低成本ORR催化剂对推动这些清洁可持续能源技术的规模化应用至关重要。近年来，碳基过渡金属原子簇催化剂(M-N-C)因其超高的原子利用率和可观的催化活性而备受关注。然而，制备M-N-C催化剂通常涉及高温热处理预制前驱体，导致活性位点的配位微环境及电子结构难以精确调控，阻碍了对电催化过程中的结构-性能-机制相关性的深入理解。

图1. 链工程调控钴酞菁共轭聚合物的分子结构

研究简介

针对上述问题，该工作报道了一种简单可行的分子链工程策略(图1)，通过调控钴酞菁共轭聚合物(CoPc-CPs)的连接体结构单元，设计构筑了系列具有核壳结构的CNTs@CoPc-CPs无热解型电催化剂。研究表明，当有机连接体从对苯二甲醛(TA)变为2,5-噻吩二甲醛(TDA)，再变为并噻吩-2,5-二甲醛(bTDA)时，对应的CNTs@CoPc-CPs展现出逐渐增强的电催化ORR活性。而且，以最优CNTs@bTDA-CoPc-CPs作为空气阴极催化剂的自制锌-空气电池不仅具有出色的功率密度和比容量，而且表现出优异的耐久性。原位表征和理论计算表明，电催化ORR性能的提升与有机连接体的电子特性密切相关。bTDA相对TDA、TA较强的拉电子效应能够迫使活性CoPc单元的Co d轨道电子离域，引起Co d带能级降低，从而为含氧中间体建立合适的吸附/解吸途径，并为电催化ORR创造有利的局部微环境(图2)，最终导致电催化ORR性能的显著增强。

图2. 链工程介导钴酞菁共轭聚合物的电子态调控

该工作结合电化学性能测试、原位表征观测及理论计算模拟，在分子水平上深入剖析了有机连接体结构单元对钴酞菁金属活性中心电子特性及含氧中间体吸脱附行为的作用机制，为发展新型、高效、低成本无热解M-N-C电催化剂提供了新的研究思路和实践基础。

02

国家重点实验室在自然系列子刊Nature Chemical Engineering 上发表纤维基辐射制冷材料的创新成果

近日，武汉纺织大学省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队携手南京大学朱嘉教授团队在国际顶级期刊自然系列子刊 Nature Chemical Engineering上发表了题为“Daytime radiative cooling dressings for accelerating wound healing under sunlight”的研究成果。该成果报道了一种具有日间辐射制冷功能的创面敷料，避免了太阳光下伤口的过热，实现理想创面微环境的构建，最终达到太阳光下伤口的快速愈合目的。论文第一作者为国重实验室张骞副教授;南京大学朱嘉教授、朱斌副教授和武汉纺织大学徐卫林院士为论文的共同通讯作者。

研究背景

伤口愈合过程与其局部微环境(温度、湿度、无菌性等)密切相关。然而，由于传统创面敷料缺乏有效的热管理性能，在户外炎热环境下，传统敷料吸收太阳光，会导致创面温度快速升高，易引发炎症反应并减缓创面的愈合。日间辐射制冷是一种将热量通过大气透明窗口发射到寒冷外太空，同时能够反射大量太阳辐射热，从而实现降温的被动式制冷技术。该技术可以在强阳光照射下实现零能耗的亚环境冷却，在节能建筑和个人热管理织物领域显示出了巨大应用前景。

研究简介

在该工作中，作者们首次将辐射制冷技术引入到创面敷料领域，提出基于具有红外高透性能的聚酰胺6和具有生物相容性的丝素蛋白，并通过分层结构设计构建辐射制冷创面敷料。该敷料在中红外波段发射率达到0.94，太阳光波段反射率高达0.96，具备优异的日间辐射制冷光学性能，在阳光直射下可以实现比环境温度降低7 ℃的效果;

同时其微纳纤维网络结构设计保证了其良好的透气、透湿、抑菌等性能。与传统商业敷料相比，在户外炎热环境下，该辐射制冷创面敷料可有效地防止伤口界面形成炎热和潮湿的环境。在阳光直射下的小鼠全皮层伤口修复实验结果表明辐射制冷敷料可以抑制伤口炎症，加速伤口愈合速度。RNA测序结果中的差异性基因表达进一步验证了辐射制冷敷料在阳光直射下具有加速伤口修复的功能。

用于太阳光下局部伤口环境管理的日间辐射制冷敷料的结构设计及其工作机制示意图

03

教育部重点实验室王栋教授团队在Advanced Science上发表海水淡化及光声催化废旧塑料驱动H2O和CO2增值转化的研究成果

纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队在Advanced Science上发表了题目为“Fully Floatable Mortise-and-Tenon Architecture for Synergistically Photo/Sono-Driven Evaporation Desalination and Plastic-Enabled Value-Added Co-Conversion of H2O and CO2”的研究成果。论文的第一署名单位为武汉纺织大学，教育部重点实验室李颖颖博士、姚彤融硕士为共同第一作者，教育部重点实验室王栋教授为论文的通讯作者。

研究背景

建立一个集淡水收集、塑料利用和清洁燃料获取的先进生态系统具有深远的意义。然而，蒸发效率低、能源利用单一、催化剂泄漏等问题严重阻碍了集成系统的发展。

研究简介

受中国古代构件鲁班锁的启发，本论文首次设计了一种基于纳米纤维的榫卯结构Janus气凝胶蒸发器，并负载Z型半导体异质结催化剂。该榫卯结构气凝胶利用亲水上层嵌入疏水底层的方式，获得完全漂浮于水面的功能，进而降低热量损失，以实现供水及高效的太阳能-蒸汽转化。

同时，得益于超声空化效应，作者也初次展示了太阳能、超声波协同驱动下的，蒸发脱盐以及废旧塑料升级转化的燃料能源的获取。该系统可以实现一个太阳下的蒸发速率为3.1 kg m−2 h−1，效率为82.3% (NaCl溶液浓度为21 wt.%)的持续脱盐，以及光声催化驱动塑料转化为电子给体来促进H2O和CO2还原，其H2、CO和CH4的生成率分别为16.1、9.5和3 μmol h−1 g−1。

这一生态系统对海水淡化和塑料向清洁能源和碳中和的增值转型具有巨大潜力。