近日，学院黄海波副教授、孙立宁教授团队联合功能纳米与软物质研究院文震教授、西安电子科技大学杭州研究院周赟磊副教授等团队，在功能木材器件研究领域取得重要突破。发表于《先进材料》（Advanced Materials）的研究论文“Bio-Inspired Nanoengineered Wood for Scalable Monolithic Gas Sensor Fabrication”影响因子26.8，发表于《纳微快报》（Nano-Micro Letters）的综述文章“Functionalized Wood: A Green Nanoengineering Platform for Sustainable Technologies ”影响因子36.3，第一作者分别为学院2022届硕士研究生顾鸣伟和2023级硕士研究生张拓，苏州大学机电工程学院均为第一单位，充分彰显了学院在绿色生物基功能材料与智能传感交叉方向的创新实力。

向自然取经：打造仿生气体传感器

受昆虫触角多孔感受器与神经元协同机制启发，研究团队开发出一种基于WS₂功能化纳米工程木材（WS₂-NEW）的仿生气体传感器。通过定向脱木质素构建垂直微通道阵列，结合横截面三维叉指电极，形成多尺度传感网络，模拟了昆虫感受器的协同作用：多孔通道实现气体分子快速传输，原位负载的WS₂纳米片提供丰富的活性位点与优化电荷传输路径。该传感器可在室温下高灵敏检测NO₂（检测限50ppb），并利用木材天然可加工性实现大规模一体化制造。研究团队进一步开发了无线智能手表式传感器，可实现NO₂浓度实时监测与无线传输，展示了其在可穿戴电子领域的应用潜力。

图1.仿生气体传感器的系统示意图

图2.仿生气体传感器的性能及原理

图3.集成于无线气体传感手表的可穿戴物联网应用

功能化木材：可持续技术的绿色纳米工程平台

木材作为地球上最丰富的可再生生物质之一，其固有的层级化、各向异性与多孔结构，为跨尺度的纳米工程调控提供了天然且可编程的结构支架。近年来，木材纳米技术通过碳化、脱木质素及纳米材料/纳米结构集成等“木材专属”功能化策略，成功实现了从天然材料向“绿色纳米工程平台”的关键跨越。该平台在保持木材原生纤维与多孔框架的基础上，引入导电、催化、抗菌、光热等多功能耦合特性，形成结构可设计、物性可调、可按需模块化组装与定制的高性能材料体系。目前，功能化木材已在能源储存与转化（如超级电容、金属-空气电池、离子电池电极等)以及水净化(吸附、过滤、光热脱盐、光催化/抗菌处理等）领域展现出显著潜力。面对可持续技术的迫切需求与快速迭代趋势，功能化木材有望发展成为支撑未来绿色发展的重要材料。

图4.从“处理策略”到“应用版图”的乐高式组合示意图

图5.功能化天然木材代表性应用

展望：让木材承载绿色未来

从仿生气体传感器到多功能绿色纳米工程平台，黄海波副教授、孙立宁教授团队的研究不仅拓展了木材在智能传感领域的应用边界，更为利用可再生生物质资源构建可持续技术体系提供了全新范式。团队表示，未来将进一步探索功能木材的规模化制备策略、多材料复合体系及其在实际工况下的长期稳定性，推动其向医疗健康监测、环境治理及可穿戴电子等领域的实用化迈进。

该系列研究工作得到了国家重点研发计划（2023YFB3209203）、国家自然科学基金重点项目（62333012）、国家自然科学基金共融机器人重大研发计划（92248302）等项目支持。

文章链接：

Advanced Materials:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507829

Nano-Micro Letters:https://link.springer.com/article/10.1007/s40820-025-01953-4