近日，我校国家生物质材料国际联合研究中心、材料与化学工程学院以“Cellulose-based Dual-Network Conductive Hydrogel with Exceptional Adhesion”为题，在材料领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》（IF=18.5）发表了纤维素基水凝胶超强黏附材料相关研究成果。材料与化学工程学院硕士研究生侍浩冉和霍欢鑫为共同第一作者，该工作由杨龙研究员、万建勇博士和杜官本院士等人合作指导完成。

该研究将纤维素功能化改性为双醛纤维素（DAC），从而提高了纤维素的疏水性，增强了其抗溶胀能力。通过希夫碱反应将双醛纤维素与明胶（Gel）交联，进而与聚丙烯酰胺（PAM）构建了双网络水凝胶材料（PAM/DAC-2Gel），大大增加了水凝胶中结合水的含量，改善了水凝胶的抗膨胀性和渗透性。通过低场核磁（L-NMR）测试了水凝胶中水的质子自旋-自旋弛豫时间（T₂），论证了水凝胶内部自由水与结合水含量的变化，这一转变使水凝胶在潮湿环境中仍然具备优异的粘附性和导电性。在粘附性测试中发现，水分子可以快速渗入水凝胶网络内部，可显著减少水分子在水凝胶表面的停留时间，使得水凝胶即使长时间放置在潮湿环境中仍然能确保强力粘附效果。搭接剪切实验结果显示PAM/DAC-2Gel水凝胶对不同的基材均表现出强韧的界面粘附性，且长时间存放于高湿度的环境下仍具备良好的粘附性能。

此外，PAM/DAC-2Gel水凝胶对木材和竹材具有超强的粘附性，粘附强度可达到3MPa，有望作为不同于传统热压工艺的新型胶粘剂，用于木材和竹材的界面自黏附。由于PAM/DAC-2Gel水凝胶的优异导电性，可将PAM/DAC2-Gel水凝胶应用于房屋警报领域。

图1纤维素基水凝胶材料的表征。

图2 纤维素基水凝胶粘附性能研究。

该研究得到了国家自然科学基金面上项目、云南省院士工作站、云南省基础研究计划重点项目、云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目以及云南省高层次人才培养支持计划青年拔尖人才项目等经费支持。

（文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202408560）