近日,武汉大学资源与环境科学学院陈朝吉教授团队联合英国、日本、美国和西班牙多位学者在《Nature Reviews Materials》期刊发表题为Cellulose nanocomposites by supramolecular chemistry engineering的综述论文,系统总结了纤维素纳米复合材料的超分子化学工程策略及其在多性能协同调控和可持续材料构筑中的前沿研究进展。该论文第一作者为我校资源与环境科学学院博士后陈露和余乐副研究员,通讯作者为陈朝吉教授和英国布里斯托大学Stephen J. Eichhorn教授,武汉大学为第一通讯单位。

纤维素作为地球上最丰富的天然高分子材料,近年来在能源、生物医学、柔性电子与环境治理等领域展现出广阔应用前景。针对传统纤维素复合材料在结构设计自由度、功能编程性和性能调控等方面的限制,该综述文章从超分子层面提出了系统性解决方案。文章详细梳理了以氢键、静电作用、金属配位、主–客体识别等非共价相互作用为核心的多尺度构筑路径,阐述了其在增强力学性能、调控热导率、实现自愈性与可降解性等方面的关键作用,并展望了其在推动绿色可持续材料科学发展中的广阔前景。
文章指出,结合超分子相互作用与结构调控策略,不仅可赋予纤维素材料“动态响应”能力,更有助于构建力学强度高、功能复杂、环境友好的先进材料平台。作者建议,未来应进一步推动分子级设计与宏观制造之间的协同,借助原位表征、人工智能和多尺度建模等手段,深入揭示“结构–性能–功能”的内在机制,推动绿色材料向高性能、智能化、规模化方向发展。
该论文的发表不仅体现了武汉大学在可持续高分子材料与生物质资源利用领域的持续创新能力,也进一步彰显了我校在该领域基础研究方面的重要学术影响力。

图1 面向纤维素纳米复合材料的超分子化学工程策略
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41578-025-00810-5
课题组主页:https://biomass.whu.edu.cn/index.htm