【南林新闻中心讯】近日，我校轻工与食品学院王志国教授研究团队在国际知名期刊《ACS Nano》（IF=15.8）发表了题为 “Decoding Dual-Ion Synergy in AlCl3/ZnCl2 Hydrates: An Atomic “Interaction–Penetration–Dispersion” Mechanism for Ambient Cellulose Valorization”的研究论文（链接： https://doi.org/10.1021/acsnano.5c04142）。我校为第一完成单位，第一作者为轻工院博士研究生李鑫，通讯作者为我校马金霞教授、王志国教授和西湖大学工学院王蕾研究员。

该研究团队聚焦全球碳中和背景下纤维素高效利用难题，创新构建AlCl3/ZnCl2/H2O纤维素溶解体系（Green Chemistry, 2022, 24, 885-897），近期该研究团队首次揭示该体系“作用–渗透–分散”三阶段原子级机制，创新性提出Al3+/Zn2+双离子协同溶解纤维素机制，突破传统无机盐体系局限。高电荷密度Al3+凭借极小水合半径（0.535Å），通过强静电作用快速破除纤维素氢键网络，实现深度渗透；Zn2+则利用水合屏蔽效应稳定溶解态纤维素链。二者协同作用使高聚合度纤维素溶解时间缩短至10分钟，效率较传统体系提升400%。团队运用密度泛函理论与分子动力学模拟，量化解析双离子“作用–渗透–分散”原子级协同机制（自由能变化ΔG = –0.59eV），为氢键主导生物质转化提供普适理论框架。

基于该体系开发的再生纤维素材料性能卓越且环境友好：拉伸强度达94.9MPa的薄膜材料性能超越主流石油基塑料；导电水凝胶（41.72mS/cm）与超轻气凝胶（829.4kPa抗压强度）拓展柔性电子及环保包装应用；材料土壤埋藏20天完全降解，生命周期评估显示碳足迹较传统PVF塑料降低85%（2.94kgCO₂-eq/kg）。研究验证该机制对丝素蛋白等生物质的普适性，并开发闭环回收工艺，结合常温加工技术实现能耗与污染双降。

该成果为基于高值纤维素功能材料的创制推动碳中和目标提供科学支撑，同时开辟柔性电子、智能纺织等新兴应用场景，彰显先进绿色材料的巨大潜力，推动生物质资源高值化工艺向环境友好型升级。