一、实验室简介

       武汉大学高分子物理与天然高分子实验室聚焦来自自然界动植物的可再生 生物质资源，通过“绿色”技术转化为高性能和多功能的天然高分子基新材料。通过独创的高效、“绿色”新溶剂体系和溶解技术，将生 物质资源废弃物中的大量纤维素、甲壳素等天然高分子转化为环境友好材料、生物医用材料，助力国家可持续发展。实验室创建出绿色水溶剂体系溶解纤维素和 甲壳素的新溶剂，并提出低温溶解新机理。同时，利用低温溶解的纤维素、甲壳 素、壳聚糖溶液直接构建出纤维、薄膜、水凝胶、气凝胶、微球和生物塑料等新 材料，并证明在可降解包装材料、仿生材料、创面敷料、人造血管、神经修复等方面具有广泛应用前景。

       实验室拥有齐全的材料合成、表征相关仪器设备，包括 动/静态激光光散射仪、光散射-GPC-RI-Vis 四联用仪、原子力显微镜、倒置荧光 显微镜、凝胶渗透色谱仪、高效液相色谱仪、高级流变扩展系统、接触角测量仪、 电子拉力试验机、动态力学热分析仪、超速离心机、气体吸附仪、示差扫描量热仪等进口先进仪器。

二、产品简介

1. 可降解纤维素基生物塑料和薄膜简介

       ①. 可降解纤维素基生物塑料具有高强度、高韧性和可三维成型加工（模压、 弯曲、折叠、扭曲和浮印等）特点。相对于大部分合成高分子塑料，它还具有优异的耐有机溶剂性、热稳定性和极低的热膨胀系数，3 个月内可实现完全降解，适合作为一次性餐具等应用。纤维素基生物塑料中可复合多种功能材料，如木质素、碳纤维、氧化石墨烯、Mxene 等，具有更好的耐水性、导热系数和阻燃性能。

       ②. 纤维素薄膜具有透明、高强度、可折叠和可染色性能。未取向的透明纤维素薄膜拉伸强度、杨氏模量和断裂功分别达到 97 MPa、3.9 GPa 和 24.7 MJ/m3，显示出高韧性。取向后的纤维素薄膜的强度进一步提高，拉伸强度和杨氏模量分别达到 234 MPa 和 9.3 GPa。此外，纤维素薄膜还具有极低的氧气渗透性，适合作为可降解包装材料等。

2.高强度甲壳素/壳聚糖材料简介

       ①.流延法制备高强度可食用甲壳素/壳聚糖膜，经过拉伸取向后得到的甲壳素和壳聚糖膜的拉伸强度和和断裂功最高达到 425 和 26.7 MJ/m3，远高于从 DMAc/LiCl、离子液体、NaOH/尿素水溶液、醋酸等溶剂中得到的甲壳素和壳聚糖膜，显示出优异的力学性能。这种通过高效、节能、“绿色”途径构建 的高强度透明甲壳素膜在生物医用材料、食品包装材料等领域有应用前景。

       ②.湿法纺丝制备高强度甲壳素和壳聚糖纤维，溶解、凝固和再生都是物理过程，壳聚糖纤维为圆形截面，而且具有沿牵伸方向壳聚糖纳米纤维规整排列。拉伸强度、杨氏模量和断裂功最高达到 878 ± 122 MPa，44 ± 12 GPa 和 27 ± 4 MJ/m3，远高于从醋酸、离子液体等溶剂中得到的甲壳素和壳聚糖纤维。

       ③. 通过“一步法”均相合成阳离子和两亲性季铵化甲壳素和壳聚糖，解决传统“多步法”异相合成两亲性壳聚糖季铵盐反应不均匀、取代度低等问题。季铵化甲壳素和壳聚糖具有高效广谱抗菌性、优异的细胞相容性，尤其是血液相容性显著优于临床上使用的抗菌肽，能有效促进伤口甚至是（耐药）细菌感染伤口愈合，平均愈合时间缩短 20%-30%，不产生耐药性。还可构建出可注射抗菌甲壳素水凝胶、超高脱乙酰度壳聚糖水凝胶、甲壳素纳米纤维气凝胶和自支撑甲壳素大孔微球，可作为支架材料进行多系细胞的二维和三维细胞培养并维持分化能力，促进神经修复和再生，也可作为药物载体负载抗癌药物阿霉素进行缓控释放。