從古代造紙術(shù)的發(fā)明到現(xiàn)代在紡織、醫(yī)藥、食品、納米技術(shù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,纖維素基材料的發(fā)展體現(xiàn)了人類對可再生資源的不斷探索和利用。作為地球上最豐富的可再生碳源(年產(chǎn)量超千億噸),纖維素基材料已突破傳統(tǒng)紡織領(lǐng)域,在組織工程支架、柔性傳感基材、綠色包裝材料等前沿領(lǐng)域引發(fā)顛覆性變革。這一跨越兩千年的技術(shù)躍遷,始終圍繞一個核心命題展開:如何突破纖維素致密氫鍵網(wǎng)絡(luò)的溶劑化瓶頸。因此,纖維素基材料的生產(chǎn)開發(fā)高度依賴于能夠解構(gòu)和再生纖維素的特定溶劑,本質(zhì)上是其多級結(jié)構(gòu)(從微纖絲束到分子鏈段)的動態(tài)重構(gòu)(圖1、2),但基于結(jié)構(gòu)解構(gòu)和再生的纖維素基材料的溶劑、加工技術(shù)和應(yīng)用開發(fā)仍需進(jìn)一步研究和突破。
圖5. 纖維素基材料與石油基塑料的生命周期評估對比
該項工作基于余厚詠教授團(tuán)隊十余年來在纖維素溶劑與天然纖維素功能改性領(lǐng)域的深耕,團(tuán)隊目前已形成低溫限域溶劑體系(J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 30, 11620–11630)、有機(jī)/無機(jī)混酸溶解體系(ACS Nano 2024, 18, 12, 8754–8767)與綠色無機(jī)鹽溶解體系(ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 50, 18446–18454、Green Chem., 2023,25, 1453-1463),基于上述溶劑體系開發(fā)新型纖維素功能材料,并在智能傳感(Adv. Mater. 2024, 37, 2406054、Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2305328.)、節(jié)能減碳(Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2409813、Compos. Sci. Technol. 2024, 258, 110886.)、綠色包裝(J. HAZARD. MATER. 2025, 480, 136101、Chem. Eng. J. 499, 156328.)等應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行深化研究。
原文鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202424591