Page 45 - 《精细化工》2023年第11期

第 40 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.40, No.11
2 023 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2023

综论
生物质基水凝胶的传感应用进展

3
白忠薛 1,4 ，王学川 1,2,4* ，冯宇宇 1,4 ，冯练享 ，李佳俊 1,4 ，
李 彤 2,4 ，潘伟佳 1,4 ，刘新华 1,2,4*

（1. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西 西安 710021；2. 陕
西科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710021；3. 山东力厚轻工新材料有限公司，山东 济南 250000；
4. 陕西科技大学 生物质与功能材料研究所，陕西 西安 710021）

摘要：生物质材料是由动物、植物以及微生物等生命体衍生得到的材料，具有来源广泛、绿色安全、可再生和
可生物降解等重要特征。生物质基水凝胶是以天然生物质大分子为原材料制备的水凝胶，已广泛应用于污染物
吸附、药物载体、生物工程以及多功能传感等领域。该文简要介绍了蛋白质类、纤维素类、海藻酸盐类、淀粉
类和壳聚糖类水凝胶的特点。归纳了生物质基水凝胶在生物、应变、气体、湿度和温度方面的最新传感应用。
最后，结合目前研究现状，指出了生物质基水凝胶未来推广应用面临的挑战，并提出了针对性解决思路。
关键词：生物质材料；水凝胶；传感器；生物检测；应变传感
中图分类号：TQ427.26 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 11-2357-09

Progress on sensing applications of biomass-based hydrogels

3
1,4
1,4
BAI Zhongxue , WANG Xuechuan 1,2,4* , FENG Yuyu , FENG Lianxiang ,
1,4
1,4
2,4
LI Jiajun , LI Tong , PAN Weijia , LIU Xinhua 1,2,4*
（1. College of Bioresources Chemical and Materials Engineering, National Demonstration Center for Experimental
Light Chemistry Engineering Education, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China; 2.
College of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi,
China; 3. Shandong Leahou Light Industrial of New Material Co., Ltd., Jinan 250000, Shandong, China; 4. Institute of
Biomass & Functional Materials, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China）
Abstract: Biomass materials, derived from living organisms such as animals, plants, and microorganisms,
show important characteristics such as resourceful, green and safe, renewable, and biodegradable properties.
Furthermore, biomass-based hydrogels, prepared from natural biomass macromolecules, have been widely
used in pollutant adsorption, drug delivery, bioengineering, and multifunctional sensing. Herein, the
characteristics of hydrogels made from protein, cellulose, alginate, starch, and chitosan were briefly
introduced. Meanwhile, the latest sensing applications of biomass-based hydrogels in biology, strain, gas,
humidity, and temperature were summarized. Finally, in consideration of the current research status, the
challenges of the future applications of biomass-based hydrogels were pointed out and targeted solutions
were proposed.
Key words: biomass materials; hydrogels; sensors; bio-detection; strain sensing

生物质材料是由动物、植物及微生物等生命体 特征。生物质材料资源丰富、来源广泛，还可以保
衍生得到的材料，具有可再生和可生物降解的重要 护环境、节约其他资源、支撑人类的可持续发展 [1-3] 。

收稿日期：2023-02-03; 定用日期：2023-04-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230063
基金项目：国家自然科学基金项目（2207081675、22278257）；中国博士后科学基金项目（2021M692000）；陕西省重点研发计划项目
（2022GY-272）；陕西省高校科协青年人才支持计划项目（20200424）；教育厅产学研结合创新资助项目-2018 年“蓝火计划（惠州）”
（CXZJHZ201801）
作者简介：白忠薛（1995—），男，博士生，E-mail：bs210111023@sust.edu.cn。联系人：王学川（1963—），男，教授，E-mail：wangxc@
sust.edu.cn；刘新华（1991—），男，副教授，E-mail：liuxinhua@sust.edu.cn。