重点实验室郭俊凌课题组：植物多酚高值转化及应用研究进展
点击数：72025-02-24 00:00:00 来源: 中国科学：化学
新闻摘要:植物多酚（polyphenols），是一类广泛存在于自然界中的含有多元酚结构的大宗生物质资源，被广泛应用于各个领域。四川大学郭俊凌教授课题组撰写综述文章，介绍了多酚生物质材料的发展，以及本课题组以多酚作为骨架分子构建新型功能材料体系的相关研究工作，聚焦其对微孔传质的强化及非均质生物界面传质过程的调控，重点介绍该类生物质材料在水体贵重金属离子吸附、新型污染物去除、药物递送和细胞治疗领域的应用。
植物多酚，又称单宁（tannins），是一类广泛存在于自然界中含有多元酚结构的天然产物，是仅次于纤维素、半纤维素和木质素的第四大植物生物质资源。植物多酚具有较好的溶解性、较强的抗氧化性和抗菌抗病毒活性，被广泛应用于各个领域。但是，植物多酚作为一种大宗生物质资源和皮革化工产品，其主要应用仍局限于制革工业，在高端及精细化工领域的应用相对缺乏。因此，无论是从生物质资源可持续发展的角度，还是从化工产业链拓展升级的角度，亟需开展以植物多酚为核心的高值转化研究与跨领域应用探索。
植物多酚因其独特的邻苯二酚/连苯三酚结构，能与各类物质（如金属离子、金属氧化物、无机化合物、高分子、蛋白质、多肽、核酸等）形成氢键、疏水键或配位键等多重相互作用力，展现出较强的亲和性。通过植物多酚与各类物质相互作用，可发展一种新型表界面功能化手段，在传质过程的调控中发挥重要作用（图1a,b）。通过与金属离子配位构建的金属多酚网络（metal-phenolic network，简称MPN）形成了一类具有代表性的新兴材料体系（图1c），相关研究覆盖了环境、能源、分离、催化等多个领域，特别是与化工相关的应用研究迅速增加，呈现了多领域、多学科交叉的特点。
本综述中，作者阐述了该课题组以多种植物多酚（杨梅单宁、黑荆树单宁、没食子酸、单宁酸、鞣花酸等）为骨架分子，聚焦表界面传质调控关键科学问题，以应用为导向，通过构建生物质功能材料，探索了其在水体贵重金属离子吸附、新型污染物去除、药物递送和细胞治疗等领域的应用。
图1.代表性植物多酚的结构及其对表界面传质的调控。（a）代表性植物多酚结构式示意图；（b）植物多酚独特分子结构及其多重作用力示意图；
（c）MPN结构示意图；（d）植物多酚构建功能化表面并实现表界面传质调控和多尺度非均质传质调控示意图
该综述发表于《中国科学：化学》2025年第1期“生物质资源转化与利用”专刊。详见：王毓，何云翔，洪工画，王晓玲，郭俊凌*. 植物多酚高值转化与应用研究进展，中国科学：化学，2025，55：37-49.