海洋覆蓋了近四分之三的地表面積，是巨大的資源寶庫，人類生產、生活中許多必需品都來源于海洋。比如，主要來源于褐藻的海洋多糖海藻酸鹽（鈉），具有易溶、增稠、易成膜、易凝膠化、生物相容、可降解等眾多優(yōu)良性能。海藻酸鹽產量巨大且成本低廉，在食品、服裝、保健、環(huán)境修復等領域展現出巨大的應用潛力。然而，海藻酸鹽在納米技術和智能器件等方面的研究及應用卻鮮有報道。
近期，中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員李朝旭率領的仿生智能材料團隊研究發(fā)現，低成本、環(huán)境友好的海藻酸鈉（SA）能夠在水溶液中輔助超聲剝離過渡金屬硫屬化合物（TMDs，如MoS2、WS2、MoSe2、WSe2等）（圖1A），并展現出高度選擇性。在包含SA在內的一系列多糖中（如酰胺化殼聚糖、羧甲基纖維素、結冷膠、卡拉膠等），SA具有最高的剝離效率；在包含WS2在內的一系列TMDs中（如MoS2、WS2、MoSe2、WSe2等），SA對WS2的剝離效率最高，在短短幾個小時內（~8 h）其剝離濃度就可達到1.39 mg ml?1，產率亦高達18.5%。相比于現有文獻報道，此方法具有顯著優(yōu)勢。
該團隊進一步探索發(fā)現，這種特異選擇性可能源于SA特殊的化學結構，SA結構單元中的β-D-甘露糖醛酸與α-L-古洛糖醛酸含有大量羧基和羥基官能團，能夠與WS2通過氫鍵（-OH···SH-）和配位鍵（–C=O···W···O=C–）形成很強的相互作用。借助SA和WS2納米片之間的強相互作用，通過簡單的鋪膜工藝可以制備具有超強力學性能的SA/WS2納米片雜化薄膜，其拉伸強度高達422.5 MPa、韌性可達25.76 MJ m?3，足以和天然珍珠層、牙齒及骨骼的力學性能相媲美。進一步結合WS2納米片的高效光熱轉化性能和SA親水及鍵合多價金屬離子的能力，該團隊成功開發(fā)出一系列光驅動仿生智能器件，如光驅馬達、爬動柔性機器人、仿生抓手等（圖B、C）。
這些發(fā)現有助于進一步拓展SA在生物技術、材料科學、納米技術等領域的應用；將傳統天然海洋多糖與新型二維材料有機結合同樣有助于柔性機器人、智能材料與器件等技術領域的發(fā)展。以上研究成果發(fā)表于最新一期的《先進材料》（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.201604691）上。
該研究獲得了國家自然科學基金（No. 21474125、51608509）、中組部“青年千人計劃”、博士后科學基金（2016M590670）、山東省“泰山青年學者計劃”和山東省杰出青年基金（JQ201609）等項目的支持。
