三維碳納米復合材料有優良的理化和機械性能，具有易合成、成本低、形貌可控等優點，近年來被廣泛用于酶的固定化載體電極，應用于生物燃料電池、電化學分析、光電催化等領域。
目前，三維碳納米復合材料主要由大量一維、二維碳納米材料混合組成，整體結構中界面原子所占比例較高，導致界面接觸電阻較大、導電率較低，從而影響電極性能。近日，中國科學院天津工業生物技術研究所體外合成生物中心研究員朱之光帶領的團隊針對這一問題，開發了一種連續型三維碳納米復合材料，用于生物電極的制備和生物燃料電池的應用。該研究通過高溫碳化一種方管型結構的導電聚合物（聚吡咯），使其形成連續型的三維碳納米材料，具有優異的導電性。同時該方管材料的四壁經高溫塌陷，很好地為酶提供了附著點，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條件下可持續放電50小時以上，并點亮LED燈。該研究為新型三維碳納米材料的構筑及其在生物電化學系統中的應用提供了新思路和新方法。
該研究獲得中科院重點部署項目（ZDRW-ZS-2016-3S）、國家自然科學基金項目（21706273和 21878324）的支持，相關成果發表在Biosensors & Bioelectronics上，天津工生所助理研究員康澤朋為論文第一作者，朱之光為論文通訊作者。
基于連續型三維碳納米復合材料生物電極的制備與應用示意圖
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