随着塑料制品的大量使用与不当处置，纳米塑料（NPs，粒径< 1 μm）已广泛分布于水体中，其环境持久性强、易生物累积，对生态系统与人体健康构成潜在威胁。目前常见的污水处理工艺对NPs去除效率低，开发高效吸附材料成为研究热点。然而，传统多孔吸附材料如MOFs、LDHs、生物气凝胶等，虽具备高吸附容量，但因NPs尺寸较大、表面作用力强，往往难以脱附，导致材料再生困难，易造成二次污染。

图1 N-CNF@LDH制备工艺示意图

  近期，广西大学化学化工学院王睿猛助理教授、赵祯霞教授团队通过原位酰胺化反应将聚乙烯亚胺（PEI）接枝到纤维素纳米纤维（CNF）骨架上，形成富含氨基的氮改性纤维素气凝胶（N-CNF）。再通过配位与氢键作用在其表面原位生长镍铁层状双氢氧化物（NiFe-LDH）纳米花簇，构建出一种具有半柔性微纳结构的氮改性纤维素纳米纤维/层状双氢氧化物复合气凝胶（N-CNF@LDH）（图1）。该材料在多种实际水体系中均表现出优异的循环稳定性与结构自修复能力，为可持续水修复提供了新材料策略。

  2026年1月27日，该工作以“Compression-Triggered Instantaneous Nanoplastic Release from Dynamic Hydrogen-Bonded LDH@Cellulose Semi-Flexible Micro-Nano Aerogel for Sustainable Water Remediation”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2026, 0, e26566）。文章第一作者是广西大学硕士研究生苏晚听。该研究得到国家自然科学基金委和广西科技厅的支持。

图2 N-CNF@LDH复合气凝胶捕获和脱附NPs的机理示意图

  该材料的创新之处在于其半柔性微纳结构与动态氢键网络的构筑。其中，LDH纳米花簇均匀锚定在纤维素骨架表面，形成花瓣状开合通道，通过动态氢键与金属配位作用，材料在受力后可自发重组，实现结构的可逆开合与快速自修复。该设计既保留了材料的高比表面积与多级孔隙，又赋予了材料良好的机械响应性与结构稳定性，实现了对NPs的超高容量吸附（3648 mg·g^-1）和压缩触发瞬时脱附（10秒内脱附率达96%），脱附动力学速率比传统溶剂法提升近三个数量级（图2）。

  该工作是团队近期关于高效微纳塑料去除材料设计及水污染治理相关研究的最新进展之一。传统吸附材料在纳米塑料去除中普遍存在吸附容量与脱附效率难以兼顾的问题，往往给实际应用带来极大困扰。为此团队发展了基于动态氢键与配位作用的半柔性微纳结构复合气凝胶的构筑方法，系统探索了其压缩触发纳米塑料快速释放的机理，开发了一种突破传统吸附与脱附权衡关系的高效循环去除策略，为发展绿色高效和可持续的水修复材料提供了新思路。在过去两年中，团队不仅成功构建了对纳米塑料具有高吸附容量和优异循环性能的FeNi-LDH材料（Sep. Purif. Technol. 2025, 363, 132036），还系统总结了微纳塑料的检测、去除与转化技术进展，为环境修复材料的设计提供了重要参考（ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 20560-20589）。

  论文信息：Compression-Triggered Instantaneous Nanoplastic Release from Dynamic Hydrogen-Bonded LDH@Cellulose Semi-Flexible Micro-Nano Aerogel for Sustainable Water Remediation, Advanced Functional Materials, 2026; 0:e26566

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202526566

  下载：论文原文。