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北林彭鋒教授課題組《Prog. Polym. Sci.》綜述：半纖維素的結(jié)構(gòu)、化學改性及應用
2023-03-29  來源：高分子科技

  在木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中，半纖維素是僅次于纖維素的第二豐富的可再生天然多糖。然而，與纖維素不同的是，半纖維素是由吡喃糖和呋喃糖單元組成的異質(zhì)多糖，其糖單元包括D-木糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。在傳統(tǒng)的生物煉制或者制漿過程中，半纖維素的轉(zhuǎn)化途徑少、利用率低。近年來，研究發(fā)現(xiàn)半纖維素也具有一些獨特的特性，在基礎(chǔ)研究和實際應用中都引起了極大的興趣。



圖1 半纖維素衍生功能聚合物的材料制備與應用


  近日，北京林業(yè)大學材料學院彭鋒教授課題組在高分子領(lǐng)域頂級綜述期刊《Progress in Polymer Science》發(fā)表題目為“Hemicellulose: Structure, Chemical Modification, and Application”的綜述文章。本文綜述了不同木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中半纖維素的結(jié)構(gòu)特征，包括半纖維素、纖維素和木質(zhì)素之間的分布、構(gòu)象和相互作用。首次對半纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和木聚糖納米晶的制備進行了總結(jié)。從分子工程的角度討論具有與半纖維素不同結(jié)構(gòu)的功能性聚合物材料的制備方法；對半纖維素基功能材料進行了詳細和全面的歸納和總結(jié)，包括基于半纖維素的納米顆粒、薄膜和涂層、用于藥物裝載、生物傳感、催化轉(zhuǎn)化、包裝涂層和電極的凝膠和碳材料。這將為半纖維素、纖維素和其他生物質(zhì)的發(fā)展提供新的見解。


圖2 綜述章節(jié)的示意圖，包括半纖維素結(jié)構(gòu)（第2節(jié)）、半纖維素納米晶體（第3節(jié)）、化學改性（第4節(jié)）、基于半纖維素的功能材料（第5節(jié)）以及總結(jié)和展望。


  該論文第一作者為饒俊博士，通訊作者為彭鋒教授，北京林業(yè)大學為論文唯一署名單位。研究成果得到了國家杰出青年科學基金項目（32225034）、國家自然科學基金面上項目（31971611）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費北京林業(yè)大學杰出人才培育專項計劃項目（2019JQ03017）、教育部111計劃項目（BP0820033）的支持。


  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2023.101675

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（責任編輯：xu）
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