IF 33.6！探索壳聚糖功能化金属有机框架在新兴应用中的合成、性质和潜力

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壳聚糖（CS），一种天然阳离子生物聚合物，已成为合成生物/仿生金属有机框架（BioMOFs）的一种有前景的组分。CS的丰富可用性、生物可降解性、低毒性、粘膜粘附性和由于其氨基和羟基而具有的生物相容性，使其成为开发BioMOFs的理想选择，可应用于生物医学、催化、传感和环境修复。基于CS的MOFs结合了MOFs的结构多样性和可调性（金属离子和有机连接体）以及CS的固有优势，扩大了设计具有定制性能的功能材料的可能性。将CS纳入MOF合成中可调节表面化学、孔径、结构、稳定性和生物相容性，使BioMOFs适用于各种生物医学应用（治疗、刺激响应药物递送、抗菌、抗炎、伤口愈合、抗糖尿病和抗癌），食品技术（保鲜和包装），以及环境修复（作为吸附剂和光催化剂去除染料、抗生素、农药）。本综述探讨了生物聚合物CS基MOFs的制备、性质和应用，这些方面在以前的综述中尚未得到全面总结。我们讨论了BioMOFs在生物医学、环境修复和其他领域的潜在应用，突出了它们的多功能性和潜在影响。通过全面分析CS基MOFs的最新进展和挑战，本综述旨在为未来的发展方向和利用CS独特性质在MOF设计和应用中的机会提供见解。

创新点：

1. 全面综述了壳聚糖基金属有机框架（CS-MOFs）的合成、性质和应用。

2. 强调了壳聚糖在MOF设计中的独特优势，如生物相容性和多功能性。

3. 探讨了CS-MOFs在多个领域的应用潜力，包括生物医学、环境修复和食品技术。

4. 分析了CS-MOFs的最新进展和面临的挑战，为未来研究方向提供了指导。

对科研工作的启发：

1. 跨学科研究的重要性：结合材料科学、生物技术和环境科学可以带来创新性解决方案。

2. 利用天然生物聚合物改善合成材料性能的策略。

3. 多功能材料设计的价值：整合多种功能可以拓展材料的应用范围。

4. 关注材料从基础研究到实际应用的转化过程。

思路延伸：

1. 探索其他天然生物聚合物（如海藻酸盐、纤维素）在MOF设计中的应用潜力。

2. 研究如何进一步优化CS-MOFs的合成方法，以提高产量和可重复性。

3. 开发智能响应型CS-MOFs，能够根据特定刺激（如pH、温度、光）调节其性能。

4. 探索CS-MOFs在新兴领域的应用，如可穿戴设备、柔性电子和能源存储。

5. 研究CS-MOFs在组织工程和再生医学中的潜在应用，如支架材料或生物活性因子载体。

6. 开发CS-MOFs基复合材料，结合其他功能性材料（如石墨烯、纳米粒子）以增强性能。

7. 探索CS-MOFs在农业领域的应用，如控释肥料或农药载体。

8. 研究CS-MOFs在气体分离和存储中的潜在应用，特别是在二氧化碳捕获方面。

9. 开发用于水处理的大规模可生产CS-MOFs，解决实际环境问题。

10. 探索CS-MOFs在生物传感和诊断领域的应用，如开发新型生物标志物检测平台。

Exploring the synthesis, properties, and potential of chitosan-functionalized metal-organic frameworks in emerging applications

Prog. Mater. Sci. (IF 33.6)

Pub Date  : 2024-10-09

DOI : 10.1016/j.pmatsci.2024.101387

Anbazhagan Sathiyaseelan, Xin Zhang, Yuting Lu, Nazeer Abdu l Azeez, Lina Zhang, Gopal Shankar Krishnakumar, Myeong-Hyeon Wang

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