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陕西科技大学2个科研团队在各自相关领域取得新突破、新成果!

近期,陕西科技大学生物质化学与材料院士创新团队、周友平教授团队分别在基于天然木材和木质纤维素的新型炭质功能材料的研究和葡萄糖分子研究方面取得了新进展,让我们一起看看这些新突破、新成果!

01 基于天然木材和木质纤维素的新型炭质功能材料的研究中取得新进展

近日,陕科大轻工科学与工程学院“生物质化学与材料院士创新团队”在基于天然木材和木质纤维素的新型炭质功能材料的研究中取得新进展。先后在材料和化工领域国际顶级期刊《Journal of Materials Chemistry A》(IF=10.733)和《Chemical Engineering Journal》(IF=8.355)上发表题为“负载花状NiS/Ni接合玻璃化物的智能多孔木材作为多功能材料应用于超级电容器、催化剂和传感器(Smart Porous Wood Supported Flower-like NiS/Ni Conjuction with Vitrimer Co-effect as Multifunctional Material with Reshaping, Shape-memory and Self-healing for High-Performance Supercapacitors, Catalysts and Sensors)”和“智能纸@聚苯胺纳米纤维玻璃化双功能器件在高性能超级电容器和传感器中的应用(A Smart Paper@Polyaniline Nanofibers Incorporated Vitrimer Bifunctional Device with Reshaping, Shape-Memory and Self-Healing Properties Applied in High-Performance Supercapacitors and Sensors)” 的高质量研究型文章。

陕西科技大学为论文第一作者单位和唯一通讯单位,该校轻工学院青年教师熊传银副教授为论文第一作者和通讯作者,课题组2018级硕士研究生李冰冰和李萌瑞分别为两篇论文的第二作者。

本次发表的两篇论文分别报道了木材和纸基材料同类玻璃高分子(vitrimers)首次结合,利用Vitrimers兼具传统热塑性和热固性聚合物的双重特性,赋予了木材和纸基复合材料高强度、可塑形、自修复和形状记忆等特性,同时实验证明Vitrimers的引入能够有效改善木材和纸基储能材料的循环寿命。该工作对于生物质基多功能材料的开发和应用有着重要的启示作用和参考价值,展示了我校在材料和化工研究领域的新成果。

论文信息:Chuanyin Xiong, Bingbing Li, Heguang Liu, Wei Zhao, Chao Duan, Haiwei Wu, Yonghao Ni, Smart Porous Wood Supported Flower-like NiS/Ni Conjuction with Vitrimer Co-effect as Multifunctional Material with Reshaping, Shape-memory and Self-healing for High-Performance Supercapacitors, Catalysts and Sensors. Journal of Materials Chemistry A, 2020, DOI: 10.1039/D0TA03664A.

文章链接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/TA/D0TA03664A#!divAbstract。

论文信息:Chuanyin Xiong, Mengrui Li, Wei Zhao, Chao Duan, Lei Dai, Mengxia Shen, Yongjian Xu, Yonghao Ni, A Smart Paper@Polyaniline Nanofibers Incorporated Vitrimer Bifunctional Device with Reshaping, Shape-Memory and Self-Healing Properties Applied in High-Performance Supercapacitors and Sensors. Chemical Engineering Journal, 2020, DOI:10.1016/j.cej.2020.125318.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720313103?via%3Dihub。

02 开发出葡萄糖分子内全部5个氧原子的自然丰度18O/16O测定新方法

陕西科技大学化学与化工学院周友平教授领导的天然产物稳定同位素组学(Isotopomics in Chemical Biology)团队,通过近4年的努力,率先开发出葡萄糖分子内全部5个氧原子的自然丰度18O/16O测定新方法,相关成果在自然指数期刊Analytical Chemistry上发表,青年教师马然为论文的第一作者,课题组19级博士生赵雨为论文的第二作者(Maetal.,2020;Anal.Chem.,https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.analchem.9b05314;Maet al., 2018; Anal. Chem., 90, 10293-10301;),自然资源部第三海洋研究所为论文的参与单位。

植物来源葡萄糖分子内氧同位素组成(18O/16O)是植物光合、代谢、生理及环境信息的忠实记录者,测定分子内氧同位素组成却是一个巨大的技术挑战。周友平教授领导的天然产物稳定同位素组学团队发展了合成有机化学(图1)、气相色谱/热解/同位素比质谱学(GC/Py/IRMS)和化学动力学计算相结合的方法,首次证实C4来源植物淀粉中葡萄糖分子内氧同位素分布非均一性(图2)。研究结果表明O-2相对分子平均值稍微富集18O,O-3相对富集而O-4和O-6相对贫化。O-6的相对贫化推测与叶片光合作用过程中RuBP(1.5-二磷酸核酮糖)中C-5上氧原子与叶片中蒸发富集水交换的可能性最小有关,据此推测,O-6最有可能记录根部水源的信号。

该研究成果将有助于完善树轮纤维素氧同位素分馏机理,为破解糖植物分子内氧同位素记录的代谢、生理及环境与气候信息打开一扇技术大门。同时研究工作获得国家自然科学基金面上项目[41773032和41973072]资助。

获得单个位置氧同位素组成的策略和合成化学途径

C4来源植物淀粉葡萄糖单元分子内氧同位素分布模式

论文信息:

(1)Ma, R.; Zhao, Y.; Liu, L.; Zhu, Z.; Wang, B.; Wang, Y.; Yin, X.; Su, J.; Zhou, Y., Novel Position-Specific18O/16O Measurement of Carbohydrates. II. The Complete Intramolecular18O/16O Profile of the Glucose Unit in a Starch of C4 Origin.Analytical Chemistry2020, 10.1021/acs.analchem.9b05314.

(2)Ma, R.; Zhu, Z.; Wang, B.; Zhao, Y.; Yin, X.; Lu, F.; Wang, Y.; Su, J.; Hocart, C. H.; Zhou, Y., Novel Position-Specific18O/16O Measurement of Carbohydrates. I. O-3 of Glucose and Confirmation of18O/16O Heterogeneity at Natural Abundance Levels in Glucose from Starch in a C4 Plant.Analytical Chemistry2018,90(17), 10293-10301.

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