Reversible Surface Engineering of Cellulose Elementary Fibrils: From Ultralong Nanocelluloses to Advanced Cellulosic Materials

材料科学 纤维素 纤维素乙醇 表面改性 结晶度 纤维 皂化 化学工程 复合材料 高分子化学 有机化学 化学 生物化学 工程类
作者
Meng Zhou,Dongzhi Chen,Qianqian Chen,Pan Chen,Guangjie Song,Chunyu Chang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (21) 被引量:48
标识
DOI:10.1002/adma.202312220
摘要

Abstract Cellulose nanofibrils (CNFs) are supramolecular assemblies of cellulose chains that provide outstanding mechanical support and structural functions for cellulosic organisms. However, traditional chemical pretreatments and mechanical defibrillation of natural cellulose produce irreversible surface functionalization and adverse effects of morphology of the CNFs, respectively, which limit the utilization of CNFs in nanoassembly and surface functionalization. Herein, this work presents a facile and energetically efficient surface engineering strategy to completely exfoliate cellulose elementary fibrils from various bioresources, which provides CNFs with ultrahigh aspect ratios (≈1400) and reversible surface. During the mild process of swelling and esterification, the crystallinity and the morphology of the elementary fibrils are retained, resulting in high yields (98%) with low energy consumption (12.4 kJ g −1 ). In particular, on the CNF surface, the surface hydroxyl groups are restored by removal of the carboxyl moieties via saponification, which offers a significant opportunity for reconstitution of stronger hydrogen bonding interfaces. Therefore, the resultant CNFs can be used as sustainable building blocks for construction of multidimensional advanced cellulosic materials, e.g., 1D filaments, 2D films, and 3D aerogels. The proposed surface engineering strategy provides a new platform for fully utilizing the characteristics of the cellulose elementary fibrils in the development of high‐performance cellulosic materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
居单在此完成签到,获得积分10
1秒前
桃花岛岛主完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
6秒前
6秒前
7秒前
李颖雪发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
良辰发布了新的文献求助10
10秒前
mymEN完成签到 ,获得积分10
11秒前
13秒前
kuny发布了新的文献求助10
13秒前
科研通AI5应助张泽崇采纳,获得10
14秒前
14秒前
乐怡日尧发布了新的文献求助10
15秒前
安安放完成签到,获得积分10
15秒前
良辰完成签到,获得积分0
17秒前
17秒前
旅途之人发布了新的文献求助10
18秒前
奋斗的蜗牛应助Youtenter采纳,获得10
21秒前
23秒前
骑驴找马发布了新的文献求助10
26秒前
李颖雪完成签到,获得积分20
26秒前
美好的嫣娆完成签到,获得积分20
27秒前
无情的匪完成签到 ,获得积分10
29秒前
jenningseastera应助shuicaoxi采纳,获得10
29秒前
30秒前
xx完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
害羞静柏发布了新的文献求助10
34秒前
37秒前
38秒前
LiaoKaijian完成签到,获得积分10
38秒前
万能图书馆应助Guoqiang采纳,获得10
38秒前
39秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Computational Atomic Physics for Kilonova Ejecta and Astrophysical Plasmas 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3782187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327590
关于积分的说明 10232533
捐赠科研通 3042546
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670040
邀请新用户注册赠送积分活动 799600
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758844