竹子等生物材料是天然優化的復合材料，具有出色的機械性能。受此類天然復合材料的啟發，傳統方法涉及從天然來源提取納米纖維并將其應用于復合材料，但這通常會導致機械性能不太理想。
為了解決這個問題，新加坡國立大學Wei Zhai開發了一種自下而上的納米纖維組裝策略，以創建堅固的纖維增強復合水凝膠，其靈感來自竹子的分級組裝。
文章要點
1）自組裝殼聚糖-海藻酸鈉納米纖維 (CSNF) 分別與單寧酸 (TA) 和聚乙烯醇 (PVA) 結合作為界面交聯劑和水凝膠基質，以模擬竹子的基本纖維素-木質素半纖維素組成單元。這些組分的功能團之間形成強的界面靜電相互作用和氫鍵。通過拉伸誘導取向構建更高級結構可以進一步增強這些分子相互作用。
2）由此產生的復合水凝膠具有良好的機械性能，包括高達 60.2 MPa 的高拉伸強度以及同時達到 48.0 MPa 的高強度和 470% 的極限應變。這種方法展示了一種分層自下而上的策略，通過有效利用基本的分子相互作用來構建堅固耐用的復合水凝膠。
3）通過模仿竹子高度集成的結構組成，它為創造具有優異機械性能的先進仿生材料提供了一種有前途的解決方案。
參考文獻
Zhuo, H., Dong, X., Liu, Q. et al. Bamboo-inspired ultra-strong nanofiber-reinforced composite hydrogels. Nat Commun 16, 980 (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-56340-9
https://doi.org/10.1038/s41467-025-56340-9
