纯生物质材料,具有可调节的机械和光学特性,由废小麦草的多尺度纤维素和木质素制成
Man Zhang1, Haoru Tang2, Yuan He2
1National Local Joint Engineering Laboratory for Advanced Textile Processing and Clean Production, Wuhan Textile University, Wuhan 430200, China.
International journal of biological macromolecules
|June 22, 2025
概括
本研究介绍了一种简化方法,用于创建可持续的全生物质材料,使用深度环氧溶剂 (DES). 该过程增强了素-纤维素相互作用,产生具有优越机械强度和可调节性质的材料,无需复杂的再生步骤.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物质的价值化 生物质的价值化
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 深度环氧化溶剂 (DESs) 为生物质加工提供高素溶解度.
- 目前的方法往往需要耗费大量能源的木质素再生和DES回收.
研究的目的:
- 开发一种简化生产全生物质材料的方法.
- 通过调节纤维素-质素相互作用来实现对材料性能的可调节控制.
- 为了消除能源密集的木质素再生和DES回收.
主要方法:
- 使用DES来加工纤维素生物质.
- 精确控制DES中的乳酸 (LA) 度,以修改红素结构.
- 分析改性素对纤维素相互作用和材料特性的影响.
主要成果:
- 在DES中增加了LA度,保留了红素碳-碳键和部分裂开的注射剂单位.
- 富含基基的氨酸增强了与纤维素的气结合和粘附.
- 由此产生的全生物质纸具有特殊的机械性能 (拉伸强度~32 MPa,Young的模量~5445 MPa).
- 材料均性和紫外线屏蔽因较小的木质素分子量和更高的酸含量而得到改善.
结论:
- 开发的方法简化了基于生物质的先进,可持续的材料的生产.
- 可调节的DES加工能够高价值地利用纤维蛋白生物质.
- 增强的素-纤维素相互作用导致了优越的材料性能.
