【林大网讯】（文/材料与能源学院）近日，我校吴献章副教授在生物基材料与水分作用机制研究领域取得重要突破。该研究通过在生物质材料果胶涂层与基体之间构建非均相结构界面，首次实现了生物质材料对水分“不对称”响应机制的创新性突破。相关成果以“Asymmetric hydrophilicity-driven fast water diffusion enabling heterogeneous hygroscopic gels toward high-yield atmospheric water harvest”为题，发表于Nature子刊Nature Communications（SCI 1区，影响因子15.7）。

生物质材料被认为是降低全球石化资源依赖、实现经济绿色转型的重要发展方向。然而，由于分子结构中富含亲水官能团，具有天然的水分响应特性，生物基材料在服役过程中不可避免地与环境水分发生强耦合作用。现有研究多聚焦于基于渗透压驱动的水分吸附与释放机制，其本质仍依赖于水分在材料内部的扩散与耗散过程，易受到传输动力学迟滞与界面阻滞效应的限制，严重制约了生物基材料在疏水化、湿气捕获及尺寸稳定化等功能提升与产品应用。

针对上述瓶颈问题，研究通过非均相结构界面调控策略，在生物质材料果胶涂层与基体之间引入甘油分子，构建了具有空间梯度分布特征的非均相不对称界面结构。该界面能够自发建立稳定的水分化学势梯度，突破传统渗透压驱动机制，构建出一种全新的“不对称水分响应”模式。得益于界面非均相结构与传输路径的重构，所制备的果胶基涂层在宽相对湿度范围（30%-90%）内均展现出优异的水分响应性能与高效的湿气捕获能力，显著优于传统均相体系。

该研究成果深化了生物质材料的水分作用机理认知，并为兼具定向传输与动态调控的生物质功能涂层设计及复杂环境适应性生物质材料构筑提供了理论与方法支撑。

中南林业科技大学为论文第一完成单位，2021级本科生韩瑞恒同学为第一作者（已直博至中国科学院），吴献章副教授为通讯作者；合作单位中国科学院宁波材料所为第二完成单位。（一审/杨家伟 二审/张胜利 三审/周预分）