多糖水合网络能够抑制铁纳米颗粒的自燃性，并保持其反应活性，从而实现按需的环境修复应用

《Environmental Science & Technology》：Polysaccharide Hydration Networks Suppress Pyrophoricity and Preserve Reactivity of Iron Nanoparticles for On-Demand Environmental Remediation

铁纳米颗粒（INP）因易燃性和快速氧化成为环境应用难题。本研究通过天然多糖构建机械响应性水合网络，实现INP稳定封装：30 wt% INP被包裹于非燃性粘弹性固体中，储存60天Fe(0)损失率<0.5%，H2生成抑制>96%，优于传统水浆。机理包含微环境调控（1.1 nm水合纳米限域，45%结合水，能垒+1.56/0.93 eV）和自生成H2防腐层，通过剪切驱动可控释放，兼具胶体稳定性与污染物去除效能，形成覆盖储存、运输、注射的全周期纳米修复集成平台。

　　

由于自燃危险和快速氧化，反应性铁纳米颗粒（INP）在环境应用中面临诸多挑战。本文提出了一种利用天然多糖的水相纳米封装策略，构建了一种机械响应型水合网络，以确保INP的安全储存和可控释放。通过设计基于多糖的水合基质，我们将30%重量的INP固定在不燃的粘弹性固体中，从而消除了自燃风险，并在实际储存和运输条件下实现了每天Fe(0)损失量低于0.5%，以及H₂释放量抑制率超过96%——在保持反应性方面优于传统的水基浆液。机理研究表明，该基质通过两种途径实现保护效果：（1）通过1.1纳米的亲水性纳米限制作用来调控微环境，这限制了水的流动性，增加了结合水相（约45%），并将Fe(0)-H₂O反应的活化能提高了1.56/0.93电子伏特；（2）通过原位形成的H₂涂层实现自主抑制腐蚀。这种机械响应型设计可通过剪切驱动的溶解实现按需释放，生成具有增强功能性的可注射悬浮液（例如，胶体稳定性、地下迁移能力和污染物去除效率）。从分子动力学模拟到污染物修复的多尺度表征均验证了这一策略的有效性。该策略涵盖了整个INP修复生命周期（储存、运输和注射），构建了一个集成平台，将基本的水结构调控技术与自主形成的气相屏蔽原理相结合，实现了安全、可持续的纳米修复。