近日，安徽农业大学叶冬冬教授团队联合周亮教授团队在Advanced Materials期刊上发表微塑料高效捕获与超痕量检测研究论文，题为“Bioinspired Hierarchical Cellulose/MXene Fibers for Integrated Capture and Ultrasensitive Detection of Microplastics in Complex Biological Matrices”。安徽农业大学硕士研究生程浩宇、傅晓童博士后为论文第一作者，安徽农业大学叶冬冬教授、周亮教授为论文通讯作者。
微塑料污染已成为全球关注的重要环境与健康问题。在复杂水体和生物基质中，微塑料通常浓度极低且表面带负电，传统检测方法普遍面临富集效率低、信号弱等难题。尽管表面增强拉曼散射（SERS）技术具有高灵敏度和高特异性，但如何在复杂液相环境中实现微塑料的高效富集与拉曼信号增强，仍是制约其实际应用的关键问题。针对上述挑战，研究团队受生物界结构—功能协同机制启发，提出了集主动捕获与灵敏传感于一体的仿生分级纤维构建策略，制备了海鞘纤维素纳米纤维素（TNC）/PDDA改性MXene分级核壳复合纤维。研究以具有高比表面积和良好机械柔韧性的TNC为纤维骨架，通过引入阳离子聚合物PDDA，将MXene纳米片表面电荷由负转正，促进其与TNC纤维的稳定组装，并在复合纤维表面构建密集的正电荷活性位点，从而利用静电作用实现对带负电微塑料的靶向捕获与富集。
研究结果表明，该复合纤维对微塑料的最大吸附容量达到978.9 mg/g，较原始TNC纤维提升约9倍；同时，作为SERS基底，其拉曼增强因子（EF）达到1.2 × 105，检测灵敏度提升128倍。该捕获—检测一体化平台能够有效衔接微塑料富集与信号检测过程，为复杂生物体系和环境介质中微塑料的超痕量分析与原位追踪提供了新的材料平台和技术路径。
论文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74598
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