色素是傳統(tǒng)顯色技術(shù)的基礎(chǔ),，但一般具有化學(xué)穩(wěn)定性和環(huán)境友好性差等缺陷,，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受限,。結(jié)構(gòu)色是基于物質(zhì)的周期性微納結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)光的調(diào)控,，具有化學(xué)穩(wěn)定性好,、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),，在傳感和防偽等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,。因此,，研究自然界生物體的微納米結(jié)構(gòu)并結(jié)合人工設(shè)計(jì)制備結(jié)構(gòu)色材料具有重要意義。

近年來,，研究人員通過蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝制備了一系列具有手性相列結(jié)構(gòu)的纖維素納米晶基光子晶體膜,。然而，所得光子晶體膜一般通過非共價(jià)結(jié)合力制備,，所得膜材料具有力學(xué)性能差,、遇水溶脹-溶解等缺陷?；诖?，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院李德強(qiáng)副教授在International Journal of Biological Macromolecules發(fā)表了題為Polymerization strategy for cellulose nanocrystals-based photonic crystal films with water resisting property的研究論文。該工作結(jié)合自由基聚合和蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法,，制備了纖維素納米晶-g-聚丙烯酰胺雜化膜（CNCs-g-PAM）,。

掃描電鏡表征發(fā)現(xiàn),，所有的膜均表現(xiàn)出左旋取向和高度有序的手性向列相結(jié)構(gòu)，螺距在0.6 μm左右（圖1）,。隨著PAM用量的增加,，所得雜化膜的結(jié)晶度從78.14%降低至67.14%（圖2A）。CNCs-g-PAM薄膜比CNCs基薄膜具有更好的熱穩(wěn)定性（圖2B）,。力學(xué)性能顯著提高,，斷裂伸長率為9.4 %，抗拉強(qiáng)度達(dá)到18.5 Mpa,，明顯優(yōu)于CNCs基薄膜（圖3A）,。隨著PAM用量的增加，CNCs-g-PAM雜化膜的接觸角逐漸變?。▓D3B）,，但是可以抵抗水的溶解超過24小時(shí)（圖3C）。

圖1 CNCs和CNCs-g-PAM薄膜的掃描電鏡表征

圖2 CNCs和CNCs-g-PAM薄膜的XRD和TG-DTG表征

圖3 CNCs和CNCs-g-PAM力學(xué)性能,、接觸角以及溶脹率

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021級(jí)碩士研究生張?jiān)聻榈谝蛔髡?，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)李德強(qiáng)、李君副教授為共同通訊作者,。本項(xiàng)目受到新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（NO. 2021D01A74）,、天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目(NO. 2023D14020)和新疆青年拔尖人才-青年科技創(chuàng)新人才（NO. 2023TSYCCX0039）項(xiàng)目資助。

課題組研究方向包括：1.農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)衍生的智能材料（膜,、水凝膠,、乳液等）在藥物遞送、綠色農(nóng)藥和緩釋肥料領(lǐng)域的應(yīng)用,；2.生物質(zhì)衍生碳材料在土壤改良和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用研究,。