几丁质是自然界中蕴藏量第二的天然高分子，广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中，具有可再生、可降解、生物相容性好、成本低廉等优势。由于水凝胶材料具有独特的形态、刚度、对不同类型分子的渗透性和与细胞外基质相似的特性，几丁质水凝胶是临床医学、组织工程、人造器官和数字医学等研究和应用领域的首选材料之一。然而由于分子内和分子间氢键的存在，几丁质不易溶解于一般溶剂中，导致其可加工性不足，严重限制了其利用。目前制备几丁质水凝胶的常用策略是在特殊的溶液体系中溶解几丁质，然而这些特殊体系过于严苛。因此，开发一种绿色、高效的几丁质水凝胶制备策略具有重要意义。

      近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队从可溶于弱酸的壳聚糖出发，基于壳聚糖凝胶的化学转化成功实现了几丁质水凝胶的绿色高效制备。水凝胶内酰胺键的形成使的几丁质水凝胶具有优异的力学性能、体外抗溶胀和抗过快降解的能力，并对极端温度、极端酸碱和各种有机溶剂有较好的耐受性等。通过辅助冷冻铸造策略，进一步构建了几丁质水凝胶的各种仿生结构，这既赋予了几丁质水凝胶各种各向异性特征，也加速了溶剂交换过程从而缩短了制备时间。该几丁质水凝胶还展现出高含水量、高抗污能力、无细胞毒性等优异性能，有望在生物医学领域实现临床应用。论文第一作者为中国科大博士研究生刘瑞瑞，通讯作者为中国科大俞书宏院士、茅瓅波副研究员以及安徽医科大学周咏副教授。
       文章信息：Liu R-R, Shi Q-Q, Meng Y-F, et al. Biomimetic chitin hydrogel via chemical transformation. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-5886-5.

毛竹凭借较轻的重量、卓越的机械性能和迅速的生长等优势，逐渐成为替代木材和化学合成品的一种可持续资源。与具有纤维单向排布结构的竹间相比，短小的竹节似乎机械性能较为薄弱，其在工程纤维层合板加工中往往被废弃。在高大笔直的毛竹的生存发展进程中，占比不大的竹节将发挥定点机械支撑强化和流体多向输运等方面作用。这种双功能或多功能的实现必然与竹节内部结构紧密相关，然而目前有关竹节的空间纤维构造和构效关系仍然模糊不清。
        鉴于此，中国科学技术大学俞书宏院士团队运用多尺度成像和多模态力学性能研究的协同策略，系统分析并明确了竹节的空间多级次纤维组装结构，提出了三种纤维增强结构的设计方案，为今后开展仿生纤维复合结构材料的创制研究提供最优的设计方案。此外，还实验验证了竹节结构增强和液体输运的一体化设计方案，并据此构筑了一种基于竹节的光热水蒸发装置。近期以“Mechanically robust bamboo node and its hierarchically fibrous structural design”为题发表在《国家科学评论》上（National Science Review2022,doi: 10.1093/nsr/nwac195）。论文第一作者为陈思铭特任副研究员和张思超博士，通讯作者为高怀岭副研究员和俞书宏院士。
         研究人员运用光学显微镜、三维X射线计算机断层扫描及重构技术、扫描电子显微镜和原子力显微镜等成像表征手段，探明了竹节内空间异质的多级次纤维（维管束）结构排列情况（图1a-b），并识别了它们的空间布局和互通性。基于结构新发现，研究人员进一步提出了包括空间纤维保型性紧密互锁（位于竹节壁，图1c）、空间三轴互垂脚手架连接（位于竹节壁与隔膜的过渡区，图1d）和各向同性吸能交织（位于隔膜中心区，图1e）在内的三种纤维增强结构设计方案。

图1.竹节空间异质多级次微纳纤维结构

        在拱形径向压缩（图2a-c）、单向轴向压缩（图2d-f）、轴向劈裂（图2g-i）等不同模态载荷作用下，研究人员研究了竹节中环向纤维束（位于竹节壁和隔膜的过渡区，图2b-c）和横穿纤维（位于竹节壁，图2e,h）等几种关键纤维的结构演变和破坏情况。进一步结合三维X射线计算机断层扫描和微裂纹重构技术以及理论模拟分析（图2b-c,e-f,h-i），验证了几种关键纤维和纤维增强结构设计方案在维持竹节和竹体结构稳定性方面的重要贡献。

图2.竹节多模态力学研究与关键纤维的增强增韧作用

        研究人员还运用三维X射线计算机断层扫描术，实验发现竹节内多向排布的维管束纤维可实现液体输运交换，并证实了维管束纤维结构增强和液体输运的一体化设计。受此多功能集成的启发，设计了一种基于竹节的光热水蒸发装置，该装置表现出良好的结构稳定性和蒸发效能。
这项研究运用了实验和理论相结合的手段，详细解析了竹节内复杂的纤维结构，提炼并验证了三种纤维增强结构方案。这些纤维增强结构由纤维素分子、纳米晶体、纳米纤维、微纤维和维管束逐级放大组装而成。多尺度增强增韧机制在维持竹节和竹体结构稳定性方面发挥了跨尺度协同作用，该研究将为将为高性能纤维复合结构材料的优化设计与制备提供指导。
        特别感谢中国科学技术大学工程科学学院吴恒安教授、工程材料科学实验中心龚明教授、生命科学学院向成斌教授和沈显生教授、佐治亚理工学院孙晓昊博士等人的指导帮助。感谢合肥植物园和Carl Zeiss公司等单位对该工作的支持。该工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金及中国博士后科学基金等资助。
        论文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwac195

近年来，随着纳米技术的不断发展，聚合物基纳米复合材料由于其优异的力学性能和功能性在材料领域发挥着越来越重要的作用。然而，如何实现聚合物基纳米复合材料的高效、大规模、绿色环保、可持续且高度可控的制备仍然是一个世界难题。然而，对微生物辅助复合材料制备过程的探索有望为该问题提供一种全新的解决方案。
       近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队应邀在国际综述期刊《Accounts of Materials Research》上，发表题为“Growing Bacterial Cellulose-Based Sustainable Functional Bulk Nanocomposites by Biosynthesis: Recent Advances and Perspectives”的评述论文，合肥微尺度物质科学国家研究中心管庆方副研究员为该论文的第一作者。

        作详细评述了一种被命名为“气溶胶辅助生物合成”的复合材料原位制备新策略，并从其普适性、可控性、三维可设计性、可扩展性和可持续性等方面全面论述了该复合材料制备策略的巨大潜力。该策略巧妙地将纳米材料气溶胶的沉积过程和微生物原位合成高强度细菌纤维素三维纳米网络的过程相结合，成功实现了各种纳米材料在三维纳米网络中均匀分散，并制备得到了一系列兼具高强度和功能性的细菌纤维素基纳米复合材料。
         首先，作者回顾了聚合物基复合材料的发展历程，进而从复合材料制备过程中的关键要素的时空分布的角度分析复合材料的制备方法，并首次提出了基于关键要素的时空匹配程度评价复合材料制备策略的观点，这一观点为复合材料制备方法的探索提供了新的思路和方向。而后，基于关键要素时空匹配的观点，作者分析了气溶胶辅助生物合成策略具有诸多优势的内在原因，指出了该策略的核心优势在于实现了细菌合成纳米三维网络和纳米材料沉积这两个关键过程的配合。具体来说，该策略是通过实现上述过程的关键要素（氧气、营养物质、细菌和纳米材料等）在时间与空间两个维度上的匹配，成功制备了兼具优异力学性能和功能性的纳米复合材料。在此基础上，可精确控制纳米材料气溶胶沉积过程为该策略带来了普适性、可控性和三维结构可设计性。同时，常温常压下的生物合成过程使得该策略具有充分的可扩展性、环保性以及可持续性。最后，作者展望了这类生物合成的纳米复合材料未来的发展方向以及该领域一些亟待解决的问题，并提出未来有望基于该策略构建高效、安全、低能耗的“细菌工厂”用于生产各类细菌纤维素基功能纳米复合材料的设想。
         该项研究得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点项目的资助。
         论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.2c00028

1月20日，中国科学院院长、党组书记侯建国在中国科学院2022年度工作会上，为获奖集体和个人颁发了2021年度中国科学院杰出科技成就奖，中国科学院副院长、党组成员周琪宣读了授奖决定。我校俞书宏院士荣获中国科学院杰出科技成就奖。
        俞书宏院士长期从事无机合成和仿生材料研究。在仿生工程材料的设计制备及应用领域取得了一系列原创性成果，为实用仿生结构功能材料的创制及其应用奠定了坚实基础。创立了介观尺度“组装与矿化”相结合的合成方法, 首次成功矿化合成了人工珍珠母, 解决了这一世界公认的难题。成果发表在Science, 被该刊Perspectives称“提出的矿化方法是一项突破性进展”, 被Nature选为研究亮点。创制了具有优异隔热防火性能的轻质高强仿生木材, 被Science新闻、Scientific American选为亮点。开拓了宏观尺度纳米组装体的制备与功能化的研究，成功实现了具有重要应用前景的多种纳米结构单元及其组装体的宏量制备。两次获国家自然科学二等奖，先后获得全国创新争先奖章、安徽省重大科技成就奖等。
        中国科学院杰出科技成就奖于2002年设立，2003年首次颁奖，今年为第十四次颁奖。该奖项授予院属单位在科技创新活动中做出重大成果的个人或集体，坚持高标准、严要求、宁缺毋滥的原则，每次评选出的获奖集体和个人不超过10个。

近日，英国皇家化学会《化学会评论》以“Tutorial Review”的形式发表了中国科学技术大学俞书宏院士课题组受邀撰写的评述论文“Soft chemistry of metastable metal chalcogenide nanomaterials”（Chem. Soc. Rev. 2021, DOI: 10.1039/d0cs00881h），阐述了利用“软化学”反应策略对亚稳态金属硫族化合物纳米结构进行物理化学调控的研究进展。
       亚稳态金属硫族化合物纳米材料具有丰富的组分和晶相，可调的电子结构，而且易于发生各种化学转化，这为探究和发展纳米尺度的物理化学调控策略提供了崭新的视角和广阔的平台。软化学调控指的是在不完全破坏原有特征的前提下，实现可控的转化或基于此构筑更高级的结构。软化学反应通常在温和条件下进行，因而易于实现对化学反应过程和机理的调控，从而可以根据需要控制反应参数，对产物的组分和结构进行设计，进而达到裁剪其物理化学性质的目的。

       近年来，俞书宏院士课题组围绕亚稳态金属硫族化合物纳米材料的“软化学”调控开展了系统的研究。研究人员发展了硫化铜基异质纳米结构的精准合成（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6365; J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 12913），并拓展到多元铜基硫族纳米晶的组分和晶相控制（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5576; Nat. Commun. 2020, 11, 5194）；利用内在热转换反应和配体驱动的化学还原合成银基硫族纳米晶及其异质纳米结构的路径（Small 2013, 9, 3765; J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 5390）；分别提出了区域选择性生长方法和“脉冲式轴向外延生长”方法连续催化生长成功合成了手性II–VI族半导体基异质纳米结构、尺寸和结构可调的一维胶体量子点-纳米线分段异质结（Nat. Nanotechnol. 2020, 15, 192; Nat. Commun. 2018, 9, 4947）；发展了二元软模板法控制合成硒化镍超细纳米线的新方法（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 4020），实现了硫化镍基异质纳米结构维度和物相的可控合成（CCS Chem. 2021, 3, 58）；提出了磷掺杂和碱加热诱导硒化钴从立方相向正交相的晶相转变策略（Nat. Commun. 2018, 9, 2533; Nat. Commun. 2019, 1, 5338）。进一步探索了这些材料在催化和能量转换等领域的应用。
       在该评述论文中，作者详细分析了金属硫族化合物纳米结构亚稳特性的具体表现形式，如离子的迁移和空位、热不稳定性和结构不稳定性、化学反应活性和晶相转变，以及基于以上特征设计相应的“软化学反应”路径，包括离子交换、催化生长、分离或耦合、模板嫁接或化学转化及晶相的稳定或构建。作者重点介绍了利用以上设计原则和转化规律对亚稳态金属硫族化合物纳米结构进行合成、修饰和功能化的最新进展。最后，作者对亚稳态金属硫族化合物纳米结构“软化学”调控研究的未来发展进行了展望，并提出了对这个领域主要存在的机遇及挑战的个人见解。
      上述研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、重点项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、合肥综合性国家科学中心、合肥大科学中心的支持。
      论文链接：https://pubs.rsc.org/ru/content/ ... 00881h#!divAbstract
      （合肥微尺度物质科学国家研究中心，化学与材料科学学院，科研部）

中科大俞书宏教授课题组报道了一种可持续的生物传感双网络结构材料，它具有优异的比强度和来自纤维素纳米纤维(CNF)和碳纳米管(碳纳米管)的显著的电磁干扰屏蔽性能(100 dB), 特别是，生物感应双网络结构设计同时实现了极高的导电性和机械强度，这使得它成为用于实际电磁波屏蔽应用的轻质、高屏蔽效率和可持续的结构材料。这项研究工作以“Sustainable Double-Network Structural Materials for Electromagnetic Shielding”为题发表在国际著名期刊《Nano Letters》上。

作者开发了一种简单且可扩展的生物感应策略，将CNF和碳纳米管加工成高性能电磁干扰屏蔽结构材料CNF/碳纳米管，该材料具有多种特性，包括优异的机械强度、优异的耐腐蚀性、优异的耐化学性以及高效的加工性能。由CNF和碳纳米管形成的生物感应致密且均匀的纳米纤维双重网络导致极高的机械强度和导电性。得益于这些优异的性能，CNF/碳纳米管复合材料有望成为一种高强度、轻质的电磁屏蔽结构材料

经中国化学会和英国皇家化学会联合推荐，中国科学技术大学俞书宏院士于12月21日起正式担任Materials Chemistry Frontiers《材料化学前沿》主编一职。
       Materials Chemistry Frontiers 由中国化学会、英国皇家化学会、中国科学院化学研究所联合筹办，是 Frontiers 系列期刊的成员，2017年初发行创刊号，同年被Emerging Sources Citation Index 和Scopus收录，2019年被 Science Citation Index Expanded 收录并于今年获得第一个影响因子— 6.788。该刊主要报道各种新型有机、无机、复合材料和纳米材料的合成方法与化学特性以及对材料制备技术的改进工作，也发表具有重要意义的材料表征和基础理论方面的工作。
      Frontiers系列期刊是由中国化学会主导并面向国际的高质量、高影响力化学学术期刊。

报告人：俞书宏院士（中国科学技术大学化学系，合肥微尺度物质科学国家研究中心）
报告题目：仿生材料的设计合成与未来
报告时间：2020年7月20日（星期一）上午10:00
报告地点：909-B


报告摘要：
人们从自然界获得灵感来设计实用材料和应用系统有着灿烂而悠久的历史。在自然界里，存在着大量的具有有趣的形貌和结构的生物矿物，这些矿物通常是由高度组织的有机-无机材料的复合物。诸如珍珠、牡蛎壳、珊瑚、象牙、动物牙齿、细菌中的磁性晶体和人体骨骼，都是典型的生物组织制造出的生物矿物。运用受生物启发的合成路径来制备多尺度复杂结构功能材料一直是无机化学、纳米科学、材料科学和生命科学等领域的交叉研究前沿的热点。本报告将总结近年来在运用仿生理念合成一系列仿生无机/有机纳米复合结构材料和宏观尺度组装体材料方面所取得的研究进展，系统研究了仿生分子模板对无机微纳材料的晶化、生长及形貌与结构的调控作用，实现了一系列仿生材料的跨尺度可控仿生合成、组装制备及功能化，这类跨尺度合成的仿生材料展现了广阔的应用前景。


个人简介：
俞书宏，中国科学技术大学化学系教授，博士生导师，中国科学院院士（2019-）、国家杰出青年基金获得者 (2003-)、教育部“长江学者奖励计划”长江特聘教授 (2006-)、中国科学院引进国外杰出人才 (2002-)、国家重大科学研究计划项目首席科学家(2010-2014)，国家自然科学基金委创新研究群体科学基金学术带头人、科技部创新人才推进计划重点领域创新团队负责人、国家“万人计划”科技领军人才。现任合肥微尺度物质科学国家研究中心纳米材料与化学研究部主任，安徽省化学学会理事长。
长期从事无机及复合材料的仿生合成、组装及功能化应用研究。在Science, Nat. Mater., Nat. Nanotechnol., Nat. Catal., Sci. Adv., Nat. Commun.等国际期刊发表论文450余篇，被引用53,630次，H因子129，2014-2019年连续入选全球高被引作者名录。以第一完成人两次获得国家自然科学二等奖，2020年获第二届全国争先创新奖章，2018年获安徽省重大科技成就奖，曾获国际水热-溶剂热联合会Roy-Somiya奖章、英国皇家化学会《化学会评论》新科学家奖、第四届中国化学会-德国巴斯夫公司青年知识创新奖、第十届中国青年科技奖等。担任Langmuir、Sci. China Mater.、EnergyChem副主编，担任Accounts of Chemical Research, Nano Letters, Chemistry of Materials, Matter, Trends in Chemistry, Materials Horizons, ACS Biomaterials Science & Engineering, Nano Research等国际期刊顾问编委、执行编委或编委。

十年树木百年树人，是中国一句古老的成语，它告诉我们一棵树的长成需要历经“十年”的风吹、雨打、日晒，这是何其漫长的过程！而木材，作为一种被利用了几千年的传统工程材料，即便在水泥钢筋构筑的现代社会，仍在制造、建筑和包装等领域发挥重要的作用。但是，木材的大量获取会对环境产生极大的压力；而且，木材本身易燃、易腐蚀的缺点也会带来潜在的隐患。我们不禁要问，在人类生存环境日益严峻的现在及未来，人类能否创造出性能堪比甚至超过木材的替代品？数十年来，科学家们前赴后继，发明出一系列聚合物基 “仿木”材料，如纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇等。但这些材料只达到“形似”的程度，仅仅是模仿了木材内部的取向孔道，在关键性能——机械强度方面，相比于天然木材，难以望其项背。那么如何得到“神似”的人造木材，实现如木材一样的轻质高强呢？

针对这一问题，中国科学技术大学俞书宏院士团队系统性地阐述了仿生人工木材的概念。研究者首先阐述了天然木材的微观结构，木材内部具有数十微米的取向孔道，使木材具有高孔隙率和低密度，同时有助于提高机械强度，特别是在平行于孔道的方向上。孔壁在机械性能中也起着关键作用，其主要由化学交联的无定形多酚聚合物（即木质素）构成，赋予了木材刚性。因此，基体材料的选择需要满足以下两点：(1) 具有相似的刚性链段的交联化学结构（如酚醛树脂、密胺树脂）；(2)具有良好的体系相容性，尤其是在特定溶剂中的溶解度。同时，通过控制初始冷冻温度、冷冻速率与基体材料的浓度，研究人员可以轻易控制孔径的大小，以及孔壁的厚度，以实现不同应用场景的需求。由于在微观结构设计和化学成分选择方面存在无限的可能性，因此人造木材有望为我们带来诸多可能的应用，如轻质高强材料、物质定向运输、隔热防火等。


为了复刻木材的微观结构并获得令人满意的机械性能，设计时应同时考虑孔道和孔壁。孔道的构筑技术已经十分成熟，因此需要更多关注孔壁，孔壁在决定人造木材的机械性能和其他方面起着重要作用。然而，由于目前聚合物基体材料的选择非常有限，因此迫切需要开发更好的方法来有效地将聚合物与孔道构筑结合起来。此外，目前冷冻铸造的能耗较大、效率偏低，距离大规模的工业化生产还有很长的路要走。


从基体材料来看，大多数工程聚合物基本上都是化石燃料衍生的塑料，会对环境产生恶劣的影响。寻找环保材料势在必行。有两种方法可以实现最终目标（具有良好机械性能、完全可生物降解的人造木材）：(1) 从生物质材料开始，利用新颖的技术将这些灵活的生物分子组装成坚固的人造木材；(2) 将工程聚合物改性为可生物降解或可回收的聚合物，但不以显著牺牲机械性能为代价。目前，第二个最佳选择似乎更为可行，因为已证明某些热固性聚合物可回收，即所谓的“Vitrimers”。


研究者相信，人造木材正冉冉兴起，基于生物材料或可回收工程聚合物的高性能人造木材，或许能在未来大放异彩，跻身新型高性能仿生工程材料的大家族之列。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.202001086)上。

铁死亡（Ferroptosis）是一种与传统细胞凋亡、细胞坏死及其他已知细胞死亡信号通路明显不同的细胞死亡信号通路。最近的研究表明铁死亡在肿瘤的发生和发展进程中扮演着重要的角色，有望发展成为一种新的癌症治疗策略。然而，如何针对肿瘤细胞实施特异性靶向铁死亡诱导仍然是一项需迫切解决的关键科学问题。
中国科学技术大学俞书宏院士团队与重庆大学罗忠教授课题组合作，发现原位矿化组装单分散无定形含铁碳酸钙纳米药物组装体（碳酸钙基Fe2+-阿霉素复合配合物，ACC@DOX.Fe2+-CaSi-PAMAM-FA/mPEG）能协同诱导肿瘤细胞铁死亡和凋亡，研究成果以“Tumor microenvironment-activatable Fe-doxorubicin preloaded amorphous CaCO3 nanoformulation triggers ferroptosis in target tumor cells”为题，发表在4月29日Science Advances杂志上 (Science Advances 2020, 6(18), eaax1346）。

这项研究所提出的将仿生自组装碳酸钙组装体用于靶向诱导肿瘤细胞化疗凋亡和铁死亡的协同治疗的策略，将具有非常重要的临床应用意义，也为今后开发新的肿瘤临床治疗策略和药物制剂提供一个新途径。
该研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院纳米科学卓越创新中心、合肥综合性国家科学中心等资助。
论文链接：https://advances.sciencemag.org/ ... 46/tab-article-info

组分和结构精确的石墨烯-纳米材料单元复合气凝胶材料在性能提升和新功能发现上有着巨大潜力。中国科学技术大学俞书宏院士团队发展了一种普适的蜜胺海绵模板指引水热法，实现了一系列组分和结构可编程的石墨烯基复合气凝胶材料。

蜜胺海绵框架具有数百微米大小的开孔结构和良好的力学性能，纳米结构单元和氧化石墨烯纳米片可通过层层组装的方式将按设定顺序修饰到海绵的表面上。作者发现后续水热反应不改变海绵表面上的层状结构，因此三维石墨烯-纳米结构单元复合材料的组分和结构可以通过层层组装方式精确设定。例如，通过调节氧化石墨烯纳米片和MnO2 纳米线在海绵表面上的涂覆顺序，MnO2可以被选择性的修饰在三维石墨烯框架的外表面和内表面。增加纳米结构单元的种类和涂覆层数，还可以得到结构和组分更为复杂的三维石墨烯-纳米材料单元复合气凝胶材料，如具有特定结构的三维石墨烯-Au纳米颗粒-MnO2纳米线复合气凝胶材料。

该研究工作提供了一种普适的合成方法，实现了结构和组分可编程的石墨烯基气凝胶材料的制备，有望为三维石墨烯-纳米结构单元复合材料的构效关系研究提供更多的材料选项。
该研究工作受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院纳米科学卓越创新中心等项目的资助。该工作以Research Article的形式发表在CCS Chemistry，并于近期在CCS Chemistry官网“Just Published”栏目上线。

中国科技大学俞书宏院士团队受到自然界高强度高韧性纤维多级螺旋结构的启发，先通过湿法纺丝制备了纳米纤维素纤维-海藻酸钠(BCNF-Alg)复合凝胶单丝，然后结合加捻和螺旋化技术制备得到了具有不同多级螺旋结构的BCNF-Alg纳米复合纤维，其强度和韧性相比于未处理的复合纤维同时得到了大幅度提高。该研究成果以题为“Bioinspired hierarchical helical nanocomposite macrofibers based on bacterial cellulose nanofibers”的论文发表在《国家科学评论》上。

参考文献：
Gao, Huai-Ling, et al. "Bioinspired hierarchical helical nanocomposite macrofibers based on bacterial cellulose nanofibers." National Science Review 7.1 (2020): 73-83.
原文链接：https://academic.oup.com/nsr/article/7/1/73/5521924?searchresult=1

11月22日，中国科学院2019年院士增选结果正式对外公布，俞书宏当选中国科学院院士，名誉教授安东·塞林格当选中国科学院外籍院士。
俞书宏，1967年8月生，安徽庐江县人。中国科学技术大学化学与材料科学学院教授、合肥微尺度物质科学国家研究中心纳米材料与化学研究部主任、中国科学院强磁场科学中心副主任。1988年7月获合肥工业大学无机化工专业学士学位，1991年5月获上海化学工业研究院硕士学位, 1998年10月获中国科学技术大学化学系无机化学专业博士学位，此后曾去日本东京工业大学从事博士后研究，曾获德国洪堡基金会(AvH)资助，在德国马普学会胶体与界面研究所工作。2002年入选中国科学院“引进国外杰出人才”，回中国科学技术大学任教，2003年获得国家杰出青年基金，2006年入选教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，2010年任国家重大科学研究计划项目首席科学家，2016年成为国家基金委创新群体基金学术带头人。2019年当选中国科学院院士。

长期从事无机材料的仿生合成与功能化的研究。在聚合物和有机小分子模板对纳米结构单元的尺寸和维度及取向生长的调控规律、仿生多尺度复杂结构材料的合成及构效关系研究方面取得多项创新成果。近年来，在面向应用的重要纳米结构单元的宏量制备、宏观尺度纳米组装体的制备与功能化、新型纳米材料的合成设计及能源转换材料等方面的研究取得了重要进展。已在国际重要学术期刊Science, Nature Materials, Nature Nanotechnology, Science Adv., Nature Commun., Chem. Rev., Acc. Chem. Res., Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater.等上发表通讯或第一作者论文430余篇。被SCI论文引用47868次，H因子122，2014-2019年连续入选全球高被引科学家名录。


担任国际溶剂热-水热联合会(ISHA)国际理事会执委、中国化学会常务理事、安徽省化学会理事长、中国化学会无机化学学科委员会副主任、中国化学会纳米化学专业委员会副主任。担任国际期刊Langmuir、Science China Materials及EnergyChem副主编。担任Accounts of Chemical Research (2014-), Chemistry of Materials (2014-), Chemical Science (2010-), Materials Horizons (2013-), Nano Research (2010-)，Matter (2019-), Trends in Chemistry (2019-)等国际期刊顾问编委、执行编委或编委。俞书宏获得的主要荣誉如下：2018年，安徽省重大科技成就奖；2016年，国家自然科学二等奖（获奖共五人，排名第一）；2014年，安徽省自然科学一等奖（获奖共五人，排名第一）；2016年，科技部创新人才推进计划重点领域创新团队；2011年，国务院特殊津贴；2010年，国家自然科学二等奖（获奖共五人，排名第一）；2010年，国际水热溶剂联合会（ISHA）Roy-Somiya奖章；2010年，英国皇家化学会“《化学会评论》新科学家奖”；2008年，第四届中国化学会-BASF公司青年知识创新奖；2007年，第十届中国青年科技奖；2006年，安徽省自然科学一等奖（排名第一）；2001年，国家自然科学二等奖（获奖共五人，排名第五）。

俞书宏教授团队的“快速清理水上高粘度浮油的新型海绵吸附剂”项目获第47届日内瓦国际发明展金奖。该项目首次将自加热技术引入常规多孔吸附材料，这种新型油类吸附材料对高粘度油的吸附时间缩短至普通吸附材料的5.4%；同时能更快地释放吸附的原油，节约81.8%的回收时间。外加一个泵吸力，利用该技术可以实现原位不限容量清理（包括吸附和回收）高粘度油，与常规技术相比清理速率提高了28倍。该技术可用于海上原油泄漏的紧急清理，通过快速吸附和回收原油减少原油污染时间，降低事故对环境和经济造成的损失。

中国科学技术大学俞书宏教授研究团队在前期利用生物质细菌纤维素制备功能碳基纳米材料的系列工作基础上，发展了一种简单、有效、可宏量生产的技术，制备出了一类新型的纳米纤维固体酸催化剂材料，并深入探究了此类纳米纤维固体酸催化剂在几种重要化学工业催化反应中的应用前景，相关研究成果以“Natural Nanofibrous Cellulose-derived Solid Acid Catalysts”为题发表在Research（Research，Doi：10.34133/2019/6262719）上。

俞书宏Angew.：用于高效中性水分解的Janus镍钴磷化物催化剂

过渡金属磷化物作为HER的催化剂引起了极大的兴趣，但是很少被作为有效的中性-pH水分解的双功能催化电极。俞书宏课题组采用碳纤维纸（CFP）作为催化剂基体，通过简便的电沉积和退火工艺，得到了三元Ni0.1Co0.9P纳米片，具有高度多孔结构。由于新的三元Ni0.1Co0.9P结构，具有多孔表面和由镍和钴之间协同作用产生的有利电子态，其可以在环境条件下有效且稳健地催化1 M磷酸盐缓冲液（PBS, pH7）电解质中的HER和OER。

Wu R, XiaoB, Gao Q, et al. A Janus Nickel Cobalt Phosphide Catalyst for High‐Efficiency Neutral-pH Water Splitting[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201808929

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201808929

俞书宏AM综述：用于柔性电子器件的纳米线组件

基于纳米线（NW）的柔性电子产品（包括可穿戴储能设备，柔性显示器，电子传感器和健康监测器）的制造在基础研究和市场需求中受到了极大的关注。对NW进行结构设计不仅可以优化内在性能，还可以创造新的物理和化学性质，将单个NW整合到大面积的结构中是最有希望优化基于NW的柔性电子产品性能的策略。鉴于此，俞书宏课题组综述了由NW结构组成的柔性电子领域的最新发展成果。详细讨论了构建1D，2D和3D NW组件的不同组装策略，重点介绍了2D NW组件的NW组装过程。详细描述了不同NW组件对柔性电子结构和性能的改进，并对该领域未来的挑战和前景进行展望。

Wang J,Hassan M, Liu J, et al. Nanowire Assemblies for Flexible Electronic Devices:Recent Advances and Perspectives[J]. Advanced Materials, 2018.

DOI:10.1002/adma.201803430

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201803430

中科大俞书宏Angew. Chem. Int. Ed.综述：新兴碳纳米纤维气凝胶：化学合成与生物合成

气凝胶是一类多孔轻质材料，通常是由溶胶-凝胶方法制得。气凝胶的独特结构使其具有许多迷人的物理特性，诸如超低密度、高表面积、优异的传质性能和低导热性等。目前包括金属氧化物、聚合物、碳化物以及金属等都已经能够用于制备气凝胶材料，其中基于聚合物的碳气凝胶尤为重要。碳气凝胶能够实现高反应表面积和通向这种表面传输路径的理想组合，因而在非均相催化剂载体、吸附剂、绝缘材料以及电极材料等方面具有重要的应用前景。近年来，碳纳米管和石墨烯的发现极大地促进了聚合物基碳气凝胶的发展和应用。碳纳米管和石墨烯气凝胶都可以通过化学气相沉积和分散体系凝胶化的方法来进行制备，但是前驱体昂贵以及合成需要涉及复杂设备限制了这些气凝胶的实际应用。因此，开发更简单和经济的途径（例如利用碳水化合物、纤维素以及蛋白质等可再生资源为原料）来制备纳米碳气凝胶成为必然的发展趋势。

中国科学技术大学俞书宏教授在Angew. Chem. Int. Ed. 上发表了题为“Emerging Carbon Nanofiber Aerogels: Chemosynthesis versus Biosynthesis”的综述文章，集中阐述了新兴碳纳米纤维气凝胶的化学合成与生物合成方法。首先展示了如何通过化学合成和生物合成的方法来制备碳纳米纤维（CNF）气凝胶，然后讨论了两种制备CNF气凝胶方法的合成特点，集中在结构和功能的多样性以及CNF气凝胶的物理化学性质和潜在应用。此外，作者还展示了基于可再生前驱体的CNF气凝胶与CNT和石墨烯气凝胶相比在诸多应用中具有竞争优势。

在这个综述中，作者主要介绍了HTC-CNFs和BC-CNFs两种新兴的CNF气凝胶，它们可以通过化学合成和生物合成的策略制备出来，而且两种合成方法都适用于大规模CNF气凝胶的生产。在化学合成制备的CNF气凝胶方面，寻找低成本和环保的模板以取代目前昂贵的TeNWs对于可持续合成非常重要。而与HTC-CNF的可控化学合成相比，BC-CNFs气凝胶的结构参数更加难以有效控制，这是由于在微生物发酵过程中对BC微结构的操作是十分有限的。展望未来，作者指出化学合成与生物合成两种方法的有机结合有望为CNF气凝胶的研究提供新的机遇。此外，CNF气凝胶基功能材料的性能需要通过设计独特的结构、改变其物理性质以及控制合适的成分等来进一步提升。

文献链接：Emerging Carbon Nanofiber Aerogels: Chemosynthesis versus Biosynthesis (Angew. Chem. Int. Ed. 2018, DOI: 10.1002/anie.201802663)

中科大俞书宏&梁海伟Nano Energy : Ni-N共掺杂碳纳米纤维负载部分氧化的Ni纳米颗粒作为双功能电催化剂用于全分解水

近年来，过渡金属氧化物、钙钛矿氧化物和层状双氢氧化物作为碱性电解质中的OER催化剂已进行了广泛研究，而过渡金属磷化物、硫化物和碳化物在酸性电解质中具有优越的HER性能。尽管如此，由于pH范围不匹配，将上述OER和HER催化剂集成于同一电解池中以实现全分解水是具有挑战性的。因此，研发用于OER和HER的高性能双功能电催化剂非常必要。
纳米结构过渡金属(化合物)/氮掺杂碳纳米材料(M/N/C)由于其低成本、高丰度、高效和稳定的催化性能，是一种前景良好的催化剂，在电化学催化领域引起了相当大的关注，但能催化全水分解的材料鲜见报道。另外，对于新型电化学催化剂体系，还需要清楚地了解材料中活性位点的结构。

近日，中国科学技术大学俞书宏教授、梁海伟教授等使用廉价的水热碳质纳米纤维、吡咯和NiCl2作为前驱体制备了Ni-N共掺杂碳纳米纤维负载部分氧化的Ni纳米颗粒(PO-Ni/Ni-N-CNFs)的纳米复合电催化剂，并在Nano Energy上发表了题为“Partially oxidized Ni nanoparticles supported on Ni-N co-doped carbon nanofibers as bifunctional electrocatalysts for overall water splitting”的研究论文。得益于有效的活性中心、介孔结构和相互连接的一维纳米纤维网络，所得纳米复合电催化剂在碱性介质中对HER和OER均表现出优异的催化活性和持久性。 此外，将PO-Ni/Ni-N-CNFs作为双功能催化剂实际应用于分解水，在1.69V的电压下达到了10mA·cm-2的电流密度。