【南林新闻中心讯】近日，南京林业大学轻工与食品学院博士生谷一辉在材料科学领域一区TOP期刊《Advanced Composites and Hybrid Materials》（IF 21.8）发表题为“A Strong, Tough, Fatigue-resistant, and Biocompatible Biogel via Lignin-Induced Multiscale Energy Dissipation Mechanisms”的研究成果（论文链接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01430-x）。木质纤维素化学与利用创新团队金永灿教授和姜波副教授为本文通讯作者，我校为第一完成单位。该项研究工作得到了国家自然科学基金项目（32201500、32271797、32271811）、江苏省自然科学基金项目（BK20220431）、中国博士后科学基金项目（2023M731708）、环境友好高分子材料工程研究中心（EFP-KF2502）开放基金和江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX25_1489）的资助。

在先进材料工程中，将生物组织中独特的生物相容性和机械强度有效结合到生物质材料中，仍然是一个关键挑战。为此，本研究提出了基于“木质素/溶剂诱导的非共价增强”的创新协同策略。该策略以壳聚糖/明胶双网络系统为基底，通过甘油溶剂交换克服了传统水凝胶的局限，实现了网络拓扑结构的精确控制；以木质素纳米粒子作为多尺度能量耗散单元，通过非共价键促进层级能量的有效耗散，并为材料提供固有的刚性支撑。这项工作结合先进的仿真、分析和实验测试技术，阐明了木质素/甘油增强机制的作用原理，并揭示了其对宏观机械性能的影响。优化后的生物凝胶展现出了卓越的机械性能，木质素/甘油增强赋予了该材料优异的生物相容性、保湿性、极端环境适应性、自恢复能力及抗疲劳性能。作为一种绿色且耐用的材料，木质素增强的生物质凝胶在振动阻尼系统、橡胶和塑料替代品等多个领域展现出广阔的应用潜力。