偉岸挺拔的木棉樹是南方特有的植物，如當代詩人舒婷曾經在《致橡樹》這首詩中所寫到過：“ 我必須是你近旁的一株木棉，作為樹的形象和你站在一起。根，緊握在地下，葉，相觸在云里。”然而在美麗火紅的木棉花開放后，結成的木棉絮卻會在散落在空中，甚至使特定人群吸入后過敏。由于木棉纖維的長度遠遠低于可紡長度，且抱合力差，很難單獨用作紡織材料，多作為填充材料或者采用與棉、粘膠以及他纖維素纖維混紡的方法使用。然而，木棉纖維擁有獨特的中空結構，其中空率可達到86%以上，且擁有質量輕、柔軟、光滑、不易纏結、不霉不蛀等優良特性，是理想型的吸收材料。
圖 1 負載在天然空心木棉纖維上的 ZnO 納米晶體的制備和光降解示意圖
圖 2 對照組和rGO摻雜CKZ-120 min在黑暗5小時后的吸收率和在紫外線照射后的降解率，以及RGO摻雜的氧化鋅木棉光催化劑的光催化機理示意圖。
在污水處理中，利用一種可得的但經濟效益較低的甚至本身可能為污染物的原材料，通過保留其天然的中空結構，反而能夠進一步吸收處理污染物，從而達到以污染物治理污染物的目的。這也為將金屬氧化物固定在中空結構材料上以進一步應用于可再生催化、化學工程和儲能領域提供了靈感。
文章發表在ACS Applied Materials & Interfaces（Entangled ZnO on Ultra-Thin Hollow Fibres for UV-Aided Pollutant Decomposition）。論文第一作者為英國曼徹斯特大學博士研究生汪茜，通訊作者為劉旭慶博士。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c21554
英國曼徹斯特大學劉旭慶博士課題組近幾年建立了一套纖維表面分子工程的科學體系，開發了一系列新型的高性能纖維的生產工藝，實現了高性能纖維在諸多工程領域的實際應用。他課題組近幾年發表了如Advanced Materials, 2021,2105174; Small, 2021, 2102903; Composites Part B,220, 108983; Nano Letters,2021,8126; Nano Energy,2020,104926; ACS Nano,2020,8191; Advanced Science 2020, 2002009; ACS Nano 2020,559; Chemistry of Materials 2020, 234; Nano Lett. 2019, 6592; Small 2019, 1902440等系列研究工作。其課題組研發的抗菌纖維研究成果被The Economist,Nursing Times廣泛報道,并和全球范圍的產業界展開了深入的合作。
劉旭慶博士課題組同時也致力于全球紡織行業的可持續發展問題,開展了紡織工業水污染和水處理,和時尚行業可持續性發展等方面研究工作。他課題組在污水處理領域發了 Chemical Engineering Journal,2021, 129542, Journal of Hazardous Materials 2021, 403, 123587, ACS Applied Materials & Interfaces 2020, 12 (49), 54936-54945, Adv. Mater. Interfaces 2019, 1900564等研究成果。
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