张小宁副教授课题组在通过添食法改性蚕丝研究方向上取得新突破

2021年9月3日，国际著名期刊Composites Science and Technology (中科院分区大类一区，IF2020=8.528)在线发表西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院张小宁副教授课题组的研究论文“Feeding silkworms with HPMC dispersed MoO2NPs: An efficient strategy to enhance the supercapacitance performance of carbonized silk”。该工作是课题组继2020年9月在国际著名期刊Materials & Design(中科院分区大类一区，IF2020=7.991)在线发表题为“Preparation and enhanced supercapacitance performance of carbonized silk by feeding silkworms MoO2nanoparticles”的研究论文后又一篇探讨通过对家蚕幼虫添食纳米颗粒进行蚕丝改性的工作。

家蚕作为一种具有开放式循环系统的昆虫，各个器官直接浸浴在血淋巴中。实验证实，添食的物质能够和桑叶一同被进食，进入到家蚕中肠，并从中肠进入血液中，最终到达家蚕丝腺组织，并掺入到蚕丝中。尽管目前已经有多项研究发现通过向家蚕幼虫添食纳米颗粒，可以将纳米颗粒的某些功能负载在蚕丝上或提高蚕丝的性能。但未有直接的证据表明向家蚕添食的纳米颗粒可以进入并参与蚕丝的形成。

课题组的系列研究首次在蚕丝中直接观察到所添食的纳米颗粒，证实了添食的纳米二氧化钼颗粒掺入蚕丝后可以保持其原有的形态结构和纳米尺度；验证了以羟丙基甲基纤维素作为分散剂，能够有效地避免纳米二氧化钼颗粒在蚕丝中聚集。课题组将添食纳米颗粒改性后的蚕丝通过碳化的方式转化为活性碳纤维，并对其用作超级电容器电极的电化学行为进行了探究。研究工作进一步比较了两种添食纳米颗粒的方式，揭示了羟丙基甲基纤维素作为纳米颗粒分散剂对家蚕生长、蚕丝性能以及碳化蚕丝电化学性能的影响。研究工作对于扩展蚕丝在柔性电子器件中的应用具有重要意义。

家蚕基因组生物学国家重点实验室、西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院为论文第一署名单位，硕士研究生梁健威(目前为中山大学2021级博士研究生)为论文第一作者，张小宁副教授为本文通讯作者。该项研究获得重庆市留学人员回国创业创新支持计划、西南大学双一流人才引进经费、重庆市商务发展专项资金项目以及美国国家科学基金会的资助与支持。