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  三維碳納米復(fù)合材料有優(yōu)良的理化和機(jī)械性能，具有易合成、成本低、形貌可控等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛用于酶的固定化載體電極，應(yīng)用于生物燃料電池、電化學(xué)分析、光電催化等領(lǐng)域。

  目前，三維碳納米復(fù)合材料主要由大量一維、二維碳納米材料混合組成，整體結(jié)構(gòu)中界面原子所占比例較高，導(dǎo)致界面接觸電阻較大、導(dǎo)電率較低，從而影響電極性能。

  近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所體外合成生物中心朱之光研究員帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題，開發(fā)了一種連續(xù)型三維碳納米復(fù)合材料，用于生物電極的制備和生物燃料電池的應(yīng)用。該研究通過高溫碳化一種方管型結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物（聚吡咯），使其形成連續(xù)型的三維碳納米材料，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性。同時(shí)該方管材料的四壁經(jīng)高溫塌陷，很好地為酶提供了附著點(diǎn)，提高了材料的表面積和生物兼容性。在固定葡萄糖氧化酶和漆酶之后，構(gòu)建的葡萄糖/氧氣生物燃料電池具有1.16V電壓和0.35mW/cm2的輸出功率，在2mA條件下可持續(xù)放電50小時(shí)以上，并點(diǎn)亮LED燈。該研究為新型三維碳納米材料的構(gòu)筑及其在生物電化學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了新思路和新方法。

基于連續(xù)型三維碳納米復(fù)合材料生物電極的制備與應(yīng)用示意圖

  該研究獲得中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目（ZDRW-ZS-2016-3S）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21706273和 21878324）的支持，相關(guān)成果發(fā)表在Biosensors & Bioelectronics上，天津工生所康澤朋助理研究員為論文第一作者，朱之光研究員為論文通訊作者。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566319301617