纤维素纳米纤维素的自我剥离通过一个的伪溶剂胀/化功能性皮膜材料
Yugao Ding1, Xinyi Yu2, Zhen Zhang3
1SCNU-TUE Joint Lab of Device Integrated Responsive Materials (DIRM), National Center for International Research on Green Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou 510006, China; Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology & Institute of Electronic Paper Displays, South China Academy of Advanced Optoelectronics, South China Normal University, Guangzhou 510006, China; Shenzhen Key Laboratory of Sustainable Biomimetic Materials, Guangdong Provincial Key Laboratory of Sustainable Biomimetic Materials and Green Energy, Department of Materials Science and Engineering, Institute of Innovative Materials, Guangming Advanced Research Institute, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China.
本研究介绍了一种低能耗的方法,使用伪溶剂生产纤维素纳米纤维 (CNF). 由此产生的CNF为先进材料应用提供了pH响应性质和增强的机械性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
背景情况:
- 纳米纤维素是一种有前途的可持续材料,但其生产是能源密集型和低产量的.
- 纳米纤维素的商业化受到低效的制造工艺的限制.
研究的目的:
- 开发一种简单,低能耗的方法来生产纤维素纳米纤维 (CNF).
- 探索通过自我剥皮制备的CNF的特性和应用.
主要方法:
- 使用伪溶剂选择性地破坏纤维素中的键.
- 嵌入了可电离化的化组,以促进自我剥皮.
- 描述了CNF尺寸,pH响应性行为和衍生纳米膜的机械性能.
主要成果:
- 实现了纳米尺寸 (440-780 nm长度,厚度为2.2-4.5 nm) 的CNF的快速,低能量的自我剥离.
- CNF分散显示了皮克林乳液回收的pH响应性行为.
- CNF纳米膜呈现出鲜的颜色,高机械强度 (3.8 GPa 模,95.9 MPa 断裂强度),高透射率 (>80%),以及雾 (>90%).
- 乙醇处理赋予了CNF片可编程形状记忆和可删除的特性.
结论:
- 开发的自剥皮方法为CNF生产提供了一条有效的途径.
- CNF 显示了可调节的特性和在响应性材料,乳液和先进薄膜中的应用潜力.
- 这种方法推进了纳米纤维素制备,表面修饰和应用开发.
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