近日，大连化学物理研究所生物技术研究部生物分离与界面分子机制研究组(1824组)卿光焱研究员团队通过“限域自组装”策略，开发出具有响应性的光子纤维素纳米晶体细丝。该工作丰富了纳米纤维素的应用，为智能纺织品和可穿戴传感设备领域的发展提供了新途径。
手性光子材料领域的最新研究突破为纤维素材料的应用提供了新思路，纤维素与手性光子结构相结合的材料在光学传感和光子器件领域展现出一定的应用潜力。然而，当前基于纤维素纳米晶体(CNC)的光学材料主要局限于薄膜形式，相较于纤维素在建筑、纺织和造纸等领域的悠久应用历史，其实际应用尚未得到充分关注。
本工作中，研究团队通过连续受限自组装机制，结合剪切力驱动取向、快速光化学交联反应和湿纺丝技术，克服了CNC在手性光子丝制备中的技术瓶颈，制备出长度超过30米、直径约160微米的光子细丝，同时保持了左旋手性向列结构。该光子细丝展现出较好的性能：具有高度有序的分层结构，取向顺序参数达0.91；机械性能优异，应力达37MPa，韧性约为14MJ/m3；同时具备优异的水环境相容性。此外，得益于高双折射特性(∆n为16.5×10−3)和高光程差(>2500nm)，该光子细丝对水分、视角变化和机械应力均表现出干涉色响应。该光子细丝可通过标准织机进行纺织加工，为智能纺织品和可穿戴传感设备发展提供新途径。
近年来，卿光焱团队致力于纳米纤维素的手性功能化研究，开发了智能光学传感器(Mater. Today，2025；Small，2023；Mater. Horiz.，2025)，实现了手性圆偏振发光(Adv. Mater.，2024；Adv. Funct. Mater.，2022；Chem. Eng. J.，2025)等。
相关研究成果以“Responsive Photonic Filaments from Confined Self-Assembly of Cellulose Nanocrystals”为题，发表在《美国化学学会-纳米》(ACS Nano)上。该工作的第一作者是我所1824组博士后张福生博士，上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、我所创新基金等项目的支持。(文/图 张福生)
