挑战:壳聚糖纤维丝在实际应用中面临多重难题,分子链刚性较强、溶液可纺窗口狭窄,且工艺参数相互耦合难以调控。同时,溶剂生物安全性不足、吸附后材料再生困难,还存在临床/食品级标准缺失及规模化装备一体化程度低等问题,这些挑战层层嵌套,限制了壳聚糖纤维丝的发展与应用。

近期,厦门理工学院李艳辉教授&刘璁博士发表综述,系统综述以酶辅助、微波辅助、微生物发酵等绿色提取技术替代传统化学法,能有效提升纤维功能,实现纤维性能与应用的突破。相关研究成果以“Synthesis and application studies of chitosan nanofibers”为题发表在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊上,2023级本科生钟灵和杨君瑞为本研究的共同第一作者,李艳辉教授和刘璁博士为通讯作者。

图1 CS具有良好的生物相容性、抗氧化性和抗菌性,广泛应用于药物输送、化妆品、食品包装和废水处理等领域。
本文创新点:
1、通过复合改性(如引入金属离子、植物提取物、生物大分子等),让壳聚糖纳米纤维的抗菌、抗氧化、生物相容、高效吸附等核心功能协同叠加,打破单一功能局限,大幅提升材料综合实用性能,可满足复杂应用场景对材料多效性的需求。
2、将壳聚糖不同分子量(HMW-CS、MMW-CS、LMW-CS)的结构特性与提取工艺选择、静电纺参数调控、材料改性方向及多领域应用场景(如 HMW-CS 适配食品包装膜、MMW-CS 适配骨组织工程支架、LMW-CS 适配药物载体)精准整合,构建靶向关联体系。
3、整合壳聚糖纳米纤维在生物医药(如伤口敷料、组织工程支架)、环境治理(如废水重金属/污染物吸附)、食品科学(如智能包装、保鲜涂层)三大领域的研究成果,构建结构、性能和应用的跨领域关联框架,而非孤立呈现单一领域应用,助力壳聚糖纳米纤维从实验室走向实际应用。

图2壳聚糖和羧甲基壳聚糖的来源及分子结构图。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.148173