我室彭新文教授课题组《Adv. Funct. Mater.》:纳米纤维素衍生柔性功能材料

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我室彭新文教授课题组《Adv. Funct. Mater.》:纳米纤维素衍生柔性功能材料

2023-04-01 01:36| 来源: 网络整理| 查看: 265

  近年来,柔性功能材料在便携式电子设备、医疗系统、通信与传感系统、人机交互和仿生智能机器人等方面的应用受到了广泛关注。因此,研究人员正致力于设计具有特定功能、便携性、操作安全性和生物相容性的柔性材料。考虑到环境污染和未来石化资源的枯竭,从纤维素、木质素、壳聚糖等可再生资源中开发低成本、绿色环保的柔性材料成为人们关注的焦点。其中,纤维素是地球上最丰富的可再生聚合物,具有产量丰富、无毒、可生物降解性和化学结构可修饰等特点。纳米纤维素作为纤维素的一种特殊形态,不仅具有纤维素的上述优点,而且还具有较高的机械强度、结构柔韧性以及可调节的自组装行为等特性,在构建柔性功能材料方面具有独特的优势:1)纳米纤维素具有高的长径比、优越的力学性能和丰富的官能团,可以组装成不同形态的柔性材料;2)表面官能团为化学修饰提供了多种可能性,进而为结构单元之间的交联提供更多的位点,有利于增强相互作用,提高机械强度;3)高的长径比和比表面积为纳米纤维素与其他构建单元的复合提供了机会,从而有利于设计多种功能的柔性复合材料。

  最近,华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室彭新文教授团队系统地概述了纳米纤维素基柔性材料的设计、制备和应用的最新进展。首先,简要介绍了纳米纤维素的制备、结构和特性(图1)。其次,综述了纳米纤维素基柔性材料的研究现状,根据纳米纤维素的固有特性,重点介绍了纳米纤维素在柔性材料构建中的重要作用。第三,全面地概述了柔性材料在各个领域的应用,包括储能与转换、电子、光学、生物医学、传感器、阻火、隔热等(图2)。最后,讨论了纳米纤维素基柔性材料目前面临的挑战和未来的发展前景。

图1 纳米纤维素的分级结构及其形貌

图2 纳米纤维素基柔性材料在不同领域的应用



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