2026年7月2日下午2点,武汉纺织大学材料科学与工程学院在阳光校区12栋309成功举办了2026年第15期研究生学术论坛。本次论坛由研究生院主办、材料科学与工程学院承办,陈东志、王跃丹两位老师担任指导评委。学院硕士研究生杨瑾、王媛媛、曹艺馨三位同学围绕"功能材料创新设计与多领域应用"主题,依次汇报了最新科研进展,集中展示了学院在室温磷光复合材料、基因工程活体材料及光响应自组装材料等前沿领域的探索成果。
曹艺馨同学汇报了《基于偶氮苯异构化的组装体构筑及其光响应解组装研究》。她围绕嵌段共聚物与无机纳米粒子的受限自组装这一前沿方向,以偶氮苯(Azo)的光致异构化特性为调控手段,设计了两套不同的组装体系。在体系一中,以PS-b-P4VP(Azo)为组装基元,系统探究了不同紫外光照射时间下自组装得到的蛹状、花蕊状、洋葱状、柱状及碗状等多样化组装体形貌,并进一步研究了组装体在可见光和紫外光下的解组装行为。结合计算机模拟,从界面张力变化及相互作用参数变化的角度揭示了形貌转变与路径之间的内在联系,同时实现了负载尼罗红染料的可控释放。在体系二中,以AuNPs@PS/P2VP(Azo)为组装基元,通过调控紫外光照射方式,成功制备了由金纳米粒子堆积形成的球形、正二十面体及正四面体等有序组装体,为兼具新颖结构及功能性的聚合物/无机纳米粒子超晶格材料的设计提供了重要参考。
杨瑾同学汇报了《室温磷光羧甲基纤维素钠/氧化锌量子点复合材料》。她针对传统ZnO量子点在水相中易猝灭、发光稳定性差等瓶颈问题,提出采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对ZnO量子点进行表面钝化的创新策略。研究通过配位作用和共价键将-NH₂及Si-O-Zn键合至ZnO表面,硅壳层的包覆在保留ZnO本征发光的同时有效阻隔水相淬灭剂,显著提升了光致发光稳定性。制备的B-ZnO QDs固体粉末荧光寿命高达4.87 ns,磷光寿命达415 ms,绝对量子产率达32.38%。进一步将其与羧甲基纤维素钠(CMC)复合制成柔性薄膜,FTIR和XRD表征证实量子点成功嵌入且保持良好结晶性,复合膜肉眼可见余辉持续时间超过4秒,磷光平均寿命高达0.995秒。紫外-可见光谱测试表明,3.0%添加量的复合薄膜UPF值达482.21,UV-A/UV-B透射率仅3.45%/0.01%,几乎完全阻隔全波段紫外线,在智能包装、先进纺织品和高安全性防伪标签等领域展现出广阔应用前景。
王媛媛同学汇报了《CRISPR/Cas9工程活体材料的制备及其结构调控》。她针对天然平菇菌丝膜材料力学性能不足、CRISPR/Cas9在平菇中编辑效率偏低等关键问题,开展了基因编辑工程化菌丝基材料的系统性研究。研究以fcy1基因为靶点,设计sgRNA引导Cas9核酸酶进行精准切割,并通过电转化将RNP复合物与供体DNA导入平菇原生质体,成功实现绿色荧光蛋白(EGFP)在基因组中的整合,荧光显微镜观察证实EGFP表达存在梯度差异。在此基础上,以聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇(PEG-PPG-PEG)和明胶甲基丙烯酰基(GelMA)为基体材料,构建了具有疏水-亲水Janus结构的菌丝体/GelMA/MCG智能材料。溶血实验和细胞毒性测试表明材料无明显细胞毒性,PEG-PPG-PEG的加入能够显著提升细胞存活率。抗菌实验显示,15–20 mg/mL浓度组对金黄色葡萄球菌(S. aureus)的2–6小时抗菌率接近90%,抑菌效果显著,为可持续、可降解的菌丝基生物医用材料的开发提供了新思路。
王跃丹老师对各位参与者的精彩分享表示衷心感谢。她指出,将CRISPR基因编辑技术与菌丝基活体材料相结合,体现了材料科学与生物技术的深度融合。她强调,基因编辑研究尤其需要严谨细致,从sgRNA设计的特异性验证到转化株的筛选鉴定,每一步都需要求真务实的态度。她勉励大家保持严谨作风,把每一次电转化、每一组荧光成像都做扎实,让材料科学真正服务于生物医用材料的发展。陈东志老师充分肯定了本期论坛的汇报质量。他指出,室温磷光量子点复合材料与光响应自组装体的研发涉及材料学、光学与高分子化学的多学科交叉,机理复杂,同学们要深入探究"为什么",把APTES钝化层的化学键合机制与量子点发光性能的构效关系梳理清楚,把偶氮苯异构化驱动的界面张力变化与组装体形貌演变的对应关系弄明白,将研究成果与产业需求紧密结合,产出更多具有实际应用价值的创新成果。