36岁获杰青资助做“既能上书架又能上货架”的研究！

　　，通过发展新的材料化学策略将材料的关键性能进行相对有效提升，使之能在部分工业场景下逐步替代传统的高黑度、防光与抗氧化材料，来推动军工、信息和大健康领域的产品升级。近五年以通讯作者身份在Sci. Adv., Chem. Soc. Rev., Adv. Mater.,Macromolecules等主流杂志上发表论文70余篇，引用超8000次，获批专利13项，其中4项已成功转让。入选《麻省理工科技评论》 “35岁以下科学技术创新35人”(MITTR35) 名单，荣获冯新德高分子奖，中国化学会高分子青年学者奖，以及四川和成都青年五四奖章，2022年获国家杰青基金资助。

　　受到黑色素土胞内生物合成过程的启发，李乙文实现了具有相似结构与性能的人造黑色素材料的自动化合成，并用其取代部分传统高黑度、防光和抗氧化材料。李乙文与小组成员运用独创的材料化学策略，实现了对人造黑色素材料黑度等性能的有效提升，使其指标参数满足了工业界相关这类的产品的制造要求，受到了业内的高度关注。在此基础之上，一方面，李乙文团队与华为合作利用黑色素来替换传统微纳炭黑材料，来研发新一代黑色哑光柔性聚酰亚胺材料，作为手机耐弯折覆盖膜的候选；另一方面，该团队还与伊斯佳、丝域养发等企业合作，利用黑色素来取代传统苯胺类分子和双氧水等致敏物质，发展新一代高效安全的染发产品。该产品能迅速实现有效染黑，且无致敏行为，有望解决染发领域多年的痛点。考虑到未来产品升级带来的巨大机会，该团队已经自主设计并在川建设了黑色素原材料生产线，其中一期工程的年产量预计在10吨左右。

　　公众号持续关注并回顾了2022年李乙文团队在人造黑色素材料和多酚材料化学领域的研究成果，供大家学习和交流。去年，李乙文团队及其所在实验室在Chemical Society Reviews，Advanced Science以及Advanced Functional Materials等期刊上发表超过15篇研究及综述论文。内容如下：

　　多酚材料是一种可用于生物界面工程的多用途仿生材料。由于活性化学基团的存在，经过设计制备的多酚平台可展现一系列独特的物理化学性质，并能够最终靠细胞-材料接触依赖性相互作用精细地调节细胞活性。更有趣的是，由于其固有的功能特性（例如抗氧化和光热行为），多酚还可以通过不依赖细胞-材料接触的方式影响细胞行为。因此，全方面了解材料特性与期望的生物医学应用之间的关系，以及细胞和分子水平的潜在机制，将有利于产生优化材料设计原则，并加速多酚平台的实验室到临床的转化。在这篇综述中，四川大学李乙文教授和顾志鹏副研究员等人首先简要概述了由周围线索控制的细胞特征，然后介绍了多酚材料工程策略。随后，还仔细讨论了细胞-多酚接触依赖性界面相互作用和接触无关性相互作用。最后，阐述了它们的生物医学应用。

　　尽管大量的研究都关注到了智能生物胶，但用于非侵入性或微创手术的内部生物胶的开发仍面临着深刻的挑战，如安全风险和内部使用缺乏深层组织穿透刺激等问题。

　　有鉴于此，四川大学李乙文教授和顾志鹏副研究员等人通过将邻硝基苯改性的生物聚合物与上转换纳米颗粒（UCNP）集成，开发了一系列智能内部生物胶。在近红外（NIR）光照射下，制备的智能生物胶可以经历凝胶化过程，这能更加进一步在基于多相互作用的干和湿条件下诱导组织之间的强粘附。此外，那些具有更深组织渗透能力的NIR光响应生物胶显示出良好的生物相容性、优异的止血性能，以及加速外部和内部伤口愈合的强大能力。这项工作为微创手术提供了新的工具。

　　具有按需抗生素释放特性的表面独立智能抗菌涂层在医疗器械、抗生素输送平台和植入设备中引起了慢慢的变多的关注。尽管智能抗菌涂层的制备策略多种多样，但在通用基材上简单制备具有高抗生素负载效率、可调药物释放曲线和优异抗菌性能的抗菌涂层仍面临许多挑战。

　　为了解决这一问题，四川大学李乙文教授和华东师范大学程义云教授等人报告了一种简单而稳健的制造方法，在植物酶辣根过氧化物酶存在下，可通过一锅集成两种天然存在的构建模块（氨基糖苷和原儿茶醛），并在各种基材上制备智能抗菌涂层表面。在一锅反应期间，系统内同时发生的动态亚胺键形成和酶促聚合使得能够容易地制备各种表面无关的智能抗菌涂层，其展现出了包括高药物负载和动态（即pH响应）特性、可调和按需抗生素释放行为、，以及在体外和体内的有效抗菌活性等特点。这项工作有望通过仿生整合天然构建模块，为强健和通用抗菌涂层材料提供新的机会。

　　具备多重响应性和特定功能的智能水凝胶通常是基于聚合物制备的，相比之下，如果凝胶材料的构建单元全部是小分子的话，这种凝胶的制备则更便捷，还可以将材料的系统毒性最小化。基于动态共价键的小分子凝胶也具备更丰富的功能，比如可调控的机械性能，快速的自愈合性能等。但是基于小分子的水凝胶常常要较高的小分子单体浓度，因此就需要开发一种新的多功能适配体作为不一样小分子构件单元之间的桥梁以形成动态化学键接。

　　在这个思路的启发下，华东师范大学程义云教授和四川大学李乙文教授合作以醛基苯硼酸（FPBA）为多功能适配体将两种自然存在的小分子妥布霉素（TOB）和单宁酸（TA）整合在一起形成动态共价水凝胶。首先，加入FPBA后，TOB的多种氨基被转化为苯硼酸基团；苯硼酸基团又能与TA的儿茶酚基形成动态共价连接，最终形成构建单元都是小分子的水凝胶（TBT）。这种水凝胶不仅具备多种响应性能，还具备抗菌活性。

　　清洁水的短缺慢慢的变成了一个全球性的环境问题，制约着公共卫生、经济和可持续性的发展。近年来，天然多酚类物质因其丰富且可再生的自然资源、高度活性的表面化学和多功能性，展现出了作为各种水修复复合材料和设备的应用前景，也受到了慢慢的变多的关注。四川大学李乙文教授等人发表综述，总结了用于水修复的天然多酚基复合材料（如纳米纤维、膜、颗粒和水凝胶）的最新进展和亮点，着重关注其结构和功能特征，以及其多样化的应用，包括膜过滤、太阳能蒸馏、吸附、高级氧化工艺以及消毒。最后，作者还展望了该领域的未来挑战，为天然多酚和别的类型的天然分子在水净化应用中的未来发展提供新的机会。

　　6. Mater. Horiz.：仿生抗菌光热薄膜，用于稳定、持久的清洁水修复

　　随着现代工业的快速发展和人口的膨胀，环境污染慢慢的变成了一个日益严重的全球性问题，其中水污染对人类健康至关重要引起了更多的关注。为了缓解严重的水资源短缺问题，人们开发了很多方法从污水和海水中获取淡水。太阳能驱动的蒸发被认为是获得清洁淡水的普遍可持续的方法。但是，海水中微生物的存在可能会引起聚合物光热材料的生物污染和降解，堵塞水的输送通道，导致长期使用的过程中太阳能蒸发效率下降。

　　四川大学李乙文教授和徐源廷博士课题组构建了一种由掺杂妥布霉素的聚多巴胺纳米颗粒包裹的纤维素膜装置（PDA/TOB@CA）。该膜不仅仅具备长期持续的抗生素释放特性，而且具有1.61 kg m-2 h-1的高蒸发速率和＞90%的蒸发效率。更重要的是，高抗菌活性使PDA/TOB@CA膜具备优秀能力的耐久性，可以稳定重复使用超过20个循环周期，即使在富含微生物的环境中。因此，该项研究可以为设计和制造耐用的抗菌光热材料提供一条新的道路，可用于长期稳定的清洁水生产。

　　7. Chem. Mater.：基于天然构建模块的可降解循环太阳能海水淡化膜

　　太阳能蒸汽发电是获取淡水和缓解缺水问题的一种强有力的环保策略。尽管大量的研究已经提出了各种各样的蒸汽发生装置，但大多数制造材料通常只适用于单一装置，并且通常很难移除，导致产生大量一次性器件。这可能会引起对总成本问题的严重担忧，特别是对那些具有复杂且结构良好的微结构的器件来说。因此，迫切地需要开发一种坚固且动态的光热涂层，该涂层可以容易地被去除，并在具有稳定光热转换能力的不同装置之间灵活切换。

　　四川大学李乙文教授等人报道了一种可降解和可回收的基于金属酚醛树脂的光热涂层，该涂层由两种天然存在的模块[没食子酸（GA）和Fe（III）]组装而成。作者选择亲水性聚偏氟乙烯（PVDF）作为基础材料，与上述涂层形成了） @PVDF膜，可实现1.539 kg m –2 h –1的高蒸发率，在1次阳光照射下，蒸汽产生效率还可以达到90.2%。更重要的是，）涂层可以在酸性条件下快速降解，而回收的PVDF则可以通过）网络进行重新涂装。而重新回收涂装的） @PVDF膜，依然可在150次降解和重新涂覆循环中维持稳定的蒸汽产生性能。作者相信，这项工作可以为制造用于太阳能蒸汽发电的低成本、可持续和可降解光热涂层提供机会。

　　作为一种典型的黑色素激发材料，聚多巴胺（PDA）由于其广泛的光谱吸收特性而被大范围的应用于光热转换和能量收集应用，但其在可见光区域的有限吸收严重阻碍了进一步的利用。尽管增强PDA的可见光吸收和光热性能是迫切的，但由于PDA内部结构较为复杂且无序，因此很难通过结构裁剪策略实现这一目标。

　　为了解决这一个问题，四川大学李乙文教授等人报道了一种涉及含氮杂环的简单方法，可用于设计两种新型PDA纳米材料。含氮杂环的引入大幅度的降低了分子链段的最低未占据分子轨道，然后促进了电子在局部区域的离域。作者通过光谱分析、密度泛函理论计算和分子表面的静电势分布，验证了含氮杂环掺杂PDA的能带隙和激子衰减的变化。因此，这些杂环掺杂的PDA表现出改善的可见光吸收和光热性能，可用于太阳能发电应用。这项工作为仿生光热材料的合理设计和结构剪裁提供了新的思路。

　　9. Macromolecules：分子超极化导向的光热强化类黑色素聚合物

　　构建供体-受体（D–A）结构是改变局部分子极化率和偶极矩并诱导分子轨道重新杂交的常见策略，这一策略同时也可导致带隙减小并促进电子转移。尽管这种策略已成功地应用于具有明确分子结构的有机光电子，但在具有无序和复杂结构的聚合物中的应用还相当有限。

　　四川大学李乙文教授等人利用上述一策略对类黑色素的聚多巴胺（PDA）的光吸收和光热行为实现了操控。聚多巴胺是一种典型的富含电子的分子系统，其通过共价连接强受体单元三氯异氰尿酸来构建D–A对。这种设计能够最终靠轨道再杂交来减小带隙并改善光学吸收，详细的光谱分析和模拟计算均成功地验证了这一点。更重要的是，由此产生的显著光热性能在光热Marangoni致动器和太阳能发电方面均展现出了巨大的应用潜力，也为黑色素微观结构的合理设计提供了新的思路。

　　2008年在中国科学技术大学获得学士学位（导师：徐铜文教授），从事树形大分子的主客体化学研究工作；2013年在美国阿克伦大学获得博士学位（导师：程正迪教授），从事巨型分子凝聚态结构的解析工作；2013年至2016年在美国加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究（合作导师：Nathan Gianneschi教授），从事蛋白/核酸生物材料的研发工作。2016起，加入四川大学高分子科学与工程学院/高分子材料工程国家重点实验室担任教授、博士生导师。

　　现任高分子材料系副主任，高分子材料工程国家重点实验室固定人员, 国家杰出青年基金获得者以及国家“海外高层次人才引进计划”入选者，现任中国青年科技工作者协会理事会理事，中国化学会高分子学科委员会委员，中国化学会应用化学学科委员会委员，国家药监局化妆品人体评价和大数据重点实验室学术委员，以及Macromol. Rapid Commun., Giant，高分子通报，中国化学快报，高等学校化学学报（两刊）等多个杂志的编委。

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