西南大學在生物質多孔材料的電化學應用方面取得研究進展

　　日前，材料與能源學院李長明教授課題組在材料領域國際知名期刊《Advanced Functional Materials》（影響因子：15.621）上發表題為“Rising Mesopores to Realize Direct Electrochemistry of Glucose Oxidase towards Highly Sensitive Detection of Glucose”（富介孔材料可實現葡萄糖氧化酶的直接電子轉移的高靈敏度葡萄糖檢測）的文章（DOI: 10.1002/adfm.201903026）。西南大學為該成果的第一完成單位，李長明教授為第一通訊作者，其指導的2017級博士研究生梁滔滔為第一作者。

　　多孔納米碳材料具有獨特的催化活性和生物相容性，發展多孔納米材料修飾電極，開展其在界面上的生物大分子的直接電化學及其機理探究，構筑適宜的電催化界面，獲得一系列具有高靈敏度的生物傳感器及能源器件，為生命科學提供有價值科學應用及研究依據。

　　迄今為止，對于直接電化學的機理研究，學界仍然存在爭議。在本研究中，通過調控碳化溫度來實現富介孔碳納米纖維（BPCNFs）材料的孔機構，并將該材料用于GOx的固定。在N2飽和及Air飽和的PBS中進行電化學CV循環，通過對氧化還原峰電流的觀察，可以發現富介孔BPCNFs材料對GOx具有良好的固定作用，并且能夠實現較明顯的直接電化學過程；而且BET孔徑吸附脫附曲線分析表明，材料介孔率與碳化溫度密切相關。該工作為生物傳感和生物電化學領域中如何設計優化多孔材料的孔結構，有效地提高目標分子的吸附或負載，實現快速Direct Electron Transfer（DET）工藝提供了可靠的基礎和新穎的概念。

　　李長明教授課題組制備價格低廉的各種生物質多孔碳材料，在綠色能源、生物大分子的直接電化學及傳感等方面取得了系列成果。李長明教授團隊的研究工作表明，在能源轉換裝置包括傳感和電源采用的多孔材料中，孔結構是獨特的納米結構中非常重要的組成部分，如何精準地根據反應體系調節孔結構對能源轉換的效率和比功率起到重要作用。近年，以李長明教授為通訊作者，西南大學為第一單位，在國際重要學術期刊上發表多篇優秀論文：Advanced Energy Materials (IF: 24.884) DOI: 10.1002/aenm.201702545 （調節大孔結構），Journal of Materials Chemistry A (IF: 10.733) DOI: 10.1039/C7TA05931K（調節微孔結構）， Nanoscale (IF: 6.97) DOI: 10.1039/C8NR08829B（調節介孔結構）等一系列高影響力的論文，用電極動力學分析發展了孔結構的構效理論基礎。（通訊員：徐立群 韓笑 周翱）