近日，省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队张晓芳副教授在多尺度有序光子材料研究领域取得突破性进展，报道了一种在弱磁场干预下，通过超顺磁性纳米粒子掺杂辅助纤维素纳米晶定向组装具有近乎完美取向的光学结构。相关研究成果以“Uniformly aligned flexible magnetic films from bacterial nanocelluloses for fast actuating optical materials”为题，发表在国际顶级期刊Nature Communications上（属Nature系列综合类子刊）。论文链接https://doi.org/10.1038/s41467-022-33615-z。张晓芳副教授为第一作者，武汉纺织大学为第一署名单位，通讯作者为美国佐治亚理工学院Vladimir V. Tsukruk教授，合作单位包括四川大学熊锐研究员及上海科技大学叶春洪教授。
天然高分子纳米材料在构建具有多尺度有序光子材料领域备受关注，但始终受制于传统构建方法难以实现大尺度范围内光子结构的均一性。精确控制结构单元的组装过程以实现无缺陷、长程有序的光子材料至关重要。
磁场下光子结构的可控自组装及动态过程分析
研究团队提出了利用强磁化率超顺磁纳米粒子掺杂纤维素纳米晶，在弱磁场干预下，制备具有可磁导向的一致排列光学结构，实现了光子结构从螺旋胆甾相到具有近乎完美取向序参数（0.98，极限值为1）的单轴向列相的自由切换。该团队证明了磁性触发的循环流高剪切速率比传统蒸发诱导自组装速率高出两个数量级，此高速率剪切诱导纳米晶沿磁场梯度进行非常规单轴定向取向并解螺旋。得益于紧密排列的大尺度有序光子结构，所制备的半透明磁性光子薄膜兼具机械强度、柔韧性及光学各向异性双折射，在磁、光及湿度多模式刺激下表现出快速、灵敏且可重复的驱动响应。该工作构建的具有均匀各向异性组织的柔性磁性生物基薄膜在柔性机器人，驱动元件，软执行器及远程通信和传感等科技应用领域具有极大的应用潜力。
张晓芳副教授于2021年7月加入省部共建纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室徐卫林院士团队。主要从事生物质结构与功能材料、生物光子材料及智能织物绿色制造等研究工作，先后主持国家自然科学基金青年基金、湖北省自然科学基金一般面上等科研项目，在Nature Communications，ACS Nano，Energy Storage Materials, Renewable and Sustainable Energy Reviews、Chemical Engineering Journal等国际知名权威期刊上发表SCI论文40余篇。
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