拟转化成果
走进实验室 | 复旦大学化学系熊焕明课题组

       课题组负责人熊焕明,复旦大学化学系教授、博导,目前已在国际SCI刊物上发表第一作者和通讯作者论文100余篇,被引用12000多次,H指数50。申请了中国发明专利15项,已有10项获得授权。主持完成了多项国家自然科学基金、上海市自然科学基金和横向课题。现任Scientific Reports编委,中国材料研究学会碳点功能材料分会的委员。

      团队的研究方向集中于功能型纳米材料的合成及应用,采用溶胶-凝胶法、水热-溶剂热法、高温煅烧法、超声化学法、微波消解法等技术合成了多种多样的纳米杂化材料,并把它们应用于生物标记、载药释放、荧光分析及电化学储能等方面。最近10年的研究工作聚焦于创新纳米材料——碳点。

项目介绍基于碳点合成技术的多功能改性蚕丝


项目背景:

      碳点是一类新兴的碳基纳米材料,通常指尺寸小于10纳米的碳纳米颗粒,主要由碳、氢、氧等元素构成,其内部通常是类石墨晶型的碳核,表面具有共价连接的各种有机分子基团。碳点兼具荧光特性、生物相容性、导电性和催化活性,制作原材料低廉,大量文献已表明碳点在照明、显示、催化、储能、生物、医疗等领域都有重要的应用前景。


项目内容:

      课题组自主研发了在空气中大规模固相合成荧光碳点的绿色化学方法。传统合成碳点的方法是水热/溶剂热反应,一个反应釜得到的产品经过分离纯化后只有若干毫克,课题组发明的“绿色催化合成法”在常压空气中就能把碳点合成量提高到克级以上,最高达到千克级。

       在此基础上,课题组探索了多种碳点的应用场景,其中具有突破性进展的成果之一为“天然碳点复合蚕丝”。课题组采用自主制备的荧光碳点喂养家蚕,获取了不同颜色的荧光蚕茧和荧光蚕丝,甚至蚕丝脱胶后的丝素纤维也能保持荧光现象。另一方面,课题组用碳点溶液直接浸染蚕丝织品,也制备了稳定改性的多色荧光蚕丝。课题组还用生物质合成了高效抗菌的碳点,分别采用以上内部改性(喂养家蚕)和外部改性(浸泡蚕丝)的方法,得到抗菌性能良好的蚕丝产品。

        课题组正在通过绿色合成不同的碳点,采用内外改性的路线,制造具有发光、抗菌、光热等性能的碳点复合蚕丝,在可穿戴智能纤维、伤口敷料贴膜、美容抗菌护肤品中富有应用前景。本项目技术获得第二十四届中国国际高新技术成果交易会优秀产品奖。相关碳点的绿色制备和喂养家蚕的方法都已获专利授权。

项目总结:综上所述,课题组自主研发了绿色合成碳点方法,可显著提高现有方法合成碳点规模,且污染性小,成本低。同时,课题组可通过内部改性、外部改性两种方法制备具有抗菌等特性的碳点复合蚕丝,团队在碳点的大规模合成和应用具有丰富的经验。本项目具有合作转化需求,希望与相关单位或投资机构开展合作,开展产业化探索。