我国科大提出使用弯折缺点加快纳米纤维素降解的力化学战略

　　将自然界中广泛存在的纤维素生物质资源转化为生物燃料和生物基化学品以弥补代替不行再生的化石资源，成为缓解动力干涸和碳排放问题的要害需求。运用化学手法将纳米纤维素水解成糖是完成其降解使用的常用办法，但是纤维素分子链中激烈氢键效果构成的低化学呼应结构严峻限制了水解功率和产品稳定性。因而，如安在温文的反响条件下完成纳米纤维素的高效降解是生物质可继续使用范畴的重要应战。

　　我国科学技术大学工程科学学院吴恒安教授团队联合合肥微标准物质科学国家研讨中心俞书宏院士团队，在弯折缺点促进纳米纤维素高效降解的力化学研讨中获得重要开展。研讨团队从多标准定量化建模和试验表征动身，体系阐明晰机械处理诱导纳米纤维素构成不同典型弯折缺点的微观力学机制，提醒了微结构弯折变形促进水解活化的力化学机理，结合原位水解试验验证，提出了使用人工弯折缺点大幅度的进步纳米纤维素水解功率的新办法。相关研讨以“Artificial kink defects enable high-efficiency degradation of nanocelluloseviamechanochemical activation”为题于6月17日发表于Cell出版社资料学旗舰期刊《物质》（Matter）。

　　研讨团队首要经过原子力显微镜的定量表征，发现了经过机械处理后纳米纤维素在广泛存在的弯折缺点处出现典型的三维描摹骤变，并根据大规模分子动力学模仿阐明晰弯折缺点的微观力学机理，外载效果下纳米纤维素为耗散堆集的能量和应力产生部分的三维塑性变形并随同微结构畸变和氢键开裂；进一步，结合榜首性原理核算和原位水解试验提醒了弯折缺点的力化学机理，弯折缺点处分子链的非线性几许构型驱动水解反响向具有较低自由能垒的抱负反响途径开展以促进在弯折缺点处的优先水解。

　　在对弯折缺点微观机制的全面阐释和力化学行为的理论猜测基础上，研讨团队提出了引进简单机械预处理的水解“两步”法，经过诱导更多的人工弯折缺点完成了初期水解速率的明显提高。该研讨提醒了机械诱导纳米纤维素塑性变形和微结构缺点对其水解反响功率的力化学调控机理，为生物圈中大规模的使用机械处理降解纤维素生物质供给了要害科学依据和新的理论见地，推动了力化学办法在生物质可继续使用范畴的使用远景。

　　近代力学系侯远震博士和化学系韩子盟博士为论文一起榜首作者，吴恒安教授、俞书宏院士和朱银波副教授为论文一起通讯作者，该作业得到了国家自然科学基金基础科学中心、我国科学院青年立异促进会和国家赞助博士后研讨人员方案等项目的赞助。