木工所在国际知名期刊《Progress in Materials Science》 发表生物质表面金属多酚网络综述

图：金属多酚网络与各类生物质基质之间的相互作用、组装策略及功能应用概览

木工所黄宇翔副研究员近期联合多所科研机构，在材料科学期刊《Progress in Materials Science》（五年平均IF=44.8）发表综述《Metal-Phenolic Networks on Biomass Surfaces: Supramolecular Assembly, Interfacial Chemistry, and Functional Frontiers》（http://10.1016/j.pmatsci.2026.101680）。

鉴于木材、竹材、秸秆等生物质材料表面化学非均质性与多级孔隙结构，传统将其视为“惰性载体”的解释框架难以充分揭示金属多酚网络（MPNs）的界面组装规律。该综述提出“以基质为中心（Substrate-Centric）”的新范式：把生物质基质定义为诱导并调控MPN组装的关键变量，从生物质本征结构出发重构MPNs在生物质界面的组装机制。

文章通过解析纤维素、木质素、壳聚糖、蛋白质等组分的表面化学指纹，指出基质可通过重塑界面微环境（电荷密度分布、局部pH梯度、润湿行为等），主动规约MPN涂层的成核位点、增长动力学路径与最终配位构型。在分子尺度上，这一过程由氢键、静电作用与配位键协同驱动，多重相互作用构成生物质表面功能化的物理化学基础。基于此，综述建立了“组装工艺—微观结构—宏观性能（超疏水、阻燃、抗菌、紫外屏蔽等）”的映射关系，并认为未来突破在于界面组装行为的动态调控，从而推动具备刺激响应、自修复甚至能量存储能力的智能生物基材料发展。

依托国家自然科学基金重大项目布局，作者团队对“分子机理—改性技术—工程应用”开展系统回溯：一是在理论层面，结合长周期吸附动力学追踪与分子动力学模拟，量化多酚与不同生物质组分的结合能级与稳定性贡献，并进一步构建包含表面电荷密度与润湿性变量的MPN生长预测模型，为涂层致密性与均匀度的精准调控提供判据；二是在策略层面，针对基质异质性提出分类构筑路径：对富含多酚的桉木利用内源活性成分原位络合金属离子，对多酚匮乏的杨木采用外源多酚先锚定后组装的分步法，两条路径均可与PDMS形成稳态交联网络，获得接触角超过164°的超疏水表面，从而阻断户外吸湿与腐朽；三是在应用层面，拓展至耐候木结构与装饰材防变色降解、重金属污染水体的低成本可降解吸附材料，以及人工林土壤生态改良与连作退化缓解等场景。

综上，该综述不仅梳理了MPNs生物质表面功能化的技术脉络，更揭示了“基质—涂层”界面作用机制与未来研究方向，旨在加速生物质资源向智能传感、环境修复和能源存储等高附加值领域跨越。

该论文由中国农科院茶研所张相春研究员、林化所张代晖研究员及木工所余养伦研究员共同担任通讯作者，木工所黄宇翔副研究员为第一作者。