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  工業生產以及化石燃料的消耗，導致大氣中的二氧化碳含量不斷增加，直接加劇全球溫室效應。如何高值化利用二氧化碳，已成為各國研究人員亟需解決的難題。其中，最為理想的情況是將二氧化碳的轉化與工業生產相結合，將有望實現節約能耗和高效利用二氧化碳的雙重目的。工業生產中最常見的是非牛頓流體材料，其在造紙紙漿、涂料施工、化學品合成以及材料成型加工等領域發揮著不可替代的作用。剪切增稠和剪切變稀是工業非牛頓流體材料最常見的兩種剪切流變形式，在實際應用時，當流體進行管道運輸、涂料施涂或物料攪拌時，我們希望流體的黏度能夠剪切變稀以減少能耗或對設備造成的傷害；而當需要材料緩沖和減震時，我們則又希望流體能夠有效剪切增稠吸收能量。然而目前的流體材料均缺乏對環境的刺激響應性，即無法能夠針對環境的變化進行性能的調整，非牛頓流變行為模式單一。 

  北京林業大學材料學院青年教師郝翔長期致力于非牛頓流體材料應用研究，在通過大量對淀粉糊、紙漿以及納米纖維素濃溶液流變特性研究的基礎上，前期已實現制備了新型非平衡態非牛頓流體材料(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4314-4319）。近期，通過與復旦大學閆強教授課題組進一步合作，開發出一類新型二氧化碳刺激控制非牛頓流體材料。該研究首次提出通過二氧化碳調節非牛頓流體材料剪切流變行為，實現非牛頓流體材料在剪切增稠和剪切變稀之間可逆切換，為二氧化碳的高效利用提供了全新的思路。

圖1. 流體材料剪切增稠與剪切變稀氣體調控示意圖

  該研究通過巧妙的設計一類全新的聚電解質，將二氧化碳作為刺激源調節超分子相互作用，通過大分子微觀結構的變化進一步調控材料流變行為。通過篩選出一系列二氧化碳響應型聚電解質溶液，使其能夠在二氧化碳刺激下表現出剪切增稠行為，而通入氮氣后則可恢復剪切變稀，整個過程可反復循環多次。與外加酸/堿形式調控材料靜電荷的方式相比，利用二氧化碳調控材料的方式綠色、無毒且循環性能好。該研究為二氧化碳在工業流體材料領域大規模利用提供了可能。

  本文以“CO₂-Switchable Non-Newtonian Fluids”發表于國際權威期刊《Green Chemistry》（IF=9.405），并被選為封面文章（Back cover）。本文第一作者為北京林業大學材料學院青年教師郝翔，通訊作者分別為北京林業大學材料學院彭鋒教授和復旦大學閆強教授，北京林業大學材料學院為第一單位。

  該工作得到北京林業大學中央高校基本科研業務費專項資金和國家自然科學基金面上項目資助。

  文章鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/gc/d0gc00877j/unauth#!divAbstract

  前期相關工作鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201914398