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2019-08-03
单向结构材料在自然界中广泛存在（如蜂窝和木材）。由于其独特的优点（质轻、高机械强度和各向异性孔隙度），天然和仿生组装的单向多空材料被广泛应用于超弹性，能源储存，细胞生长指导，绝热和水处理等领域。在这些应用中，单向多空材料仅被用作为机械载体。因此，亟需充分发挥这类单向材料的优势以实现更为广泛的应用。
近日，中国科学技术大学俞书宏教授领导的研究团队利用蚕丝蛋白支架既作为载体，又作为微反应器，通过界面介导原位生长法成功制备了单向蚕丝-Ag3PO4纳米线复合支架。作者首先利用“冷冻铸造”（freeze-casting）技术制备了含有银源的单向支架，然后将其浸入磷酸溶液中，即可得到单向蚕丝-Ag3PO4复合支架（图1）。通过对反应时间和表面活性剂浓度以及种类的研究，Ag3PO4纳米线在蚕丝支架形成机理得以阐释。所制备的蚕丝-Ag3PO4纳米线复合支架在水消毒方面非常有效。此外，蚕丝-Ag3PO4纳米线复合支架可以被转化为蚕丝-Ag2S纳米线复合支架，且展现出优异的太阳能驱动水蒸发能力。
图1 （a）单向蚕丝Ag3PO4纳米线复合支架制备示意图；（b）所制备支架的尺寸和形状；沿纵轴（c）和横轴（d）的光穿透；沿纵轴（e）和横轴（f）的扫描电镜照片；（g）原位合成的Ag3PO4纳米线扫描电镜照片，插图为高倍照片；（h）复合材料的X射线衍射图，插图为18-24°范围的高分辨图谱。标尺是100 μm（e-f）,1 μm（g）和100 nm (g)插图。
该研究工作以《界面介导原位合成仿生单向蚕丝-银化合物纳米线复合支架》（Bioinspired Unidirectional Silk Fibroin-Silver Compound Nanowire Composite Scaffold via Interface-Mediated In Situ Synthesis）为题，在国际顶级期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上发表。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201907708
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