Hierarchical assembly of biomass fiber–lamella–macromolecule networks for biocomposites with high strength and water-resistant sealing

板层(表面解剖学) 材料科学 生物量(生态学) 纤维 高分子 复合材料 高分子科学 化学 生物 生物化学 农学
作者
Yong Qiu,Dachuan Zhang,Zhixuan Zhou,Di Yang,Chen Qian,Chaoji Chen,Ze Zhao,Hongbing Deng
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:122 (44)
标识
DOI:10.1073/pnas.2521173122
摘要

Enhancing mechanical strength and water resistance in cellulose fiber-based materials is crucial for their adoption as sustainable alternatives to petroleum plastics. However, achieving these improvements through a simple, economical, and ecofriendly approach remains a major challenge. Here, we present a chitosan (CS)-driven multiscale assembly and rearrangement strategy that produces fiber–lamella biocomposites with outstanding mechanical strength and water resistance, achieved without any chemical modification, thermal treatments, or mechanical pressing. This method leverages synergetic electrostatic interactions, hydrogen-bonding, and hydrophobic association where negatively charged microscale pliable pollen lamella and positively charged macromolecular CS sequentially assemble within pulp fibers to form dense, water-resistant networks. Relying solely on the spontaneous organization of the three components, the resulting fiber/pollen-CS (FP-CS) biocomposites exhibit superior mechanical strength (~80 MPa) and maintain water stability for up to 100 d. Remarkably, they also enable seamless water-resistant sealing through simple CS application, facilitating ecofriendly production of straws, packaging, and water-resistant patches. This green, scalable, and energy-efficient process uses only biomass feedstocks to produce high-performance biocomposites, offering a promising sustainable alternative to conventional plastics.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
谢谢谢谢谢谢谢谢完成签到 ,获得积分10
3秒前
深情安青应助whqpeter采纳,获得10
4秒前
柔弱的便当完成签到 ,获得积分10
6秒前
CodeCraft应助隐形紫霜采纳,获得10
7秒前
打打应助阿木采纳,获得30
10秒前
gcl完成签到,获得积分10
10秒前
13秒前
13秒前
辛勤金连完成签到,获得积分10
14秒前
wp4455777完成签到,获得积分10
14秒前
自然的新烟完成签到,获得积分10
14秒前
郭郭完成签到,获得积分10
14秒前
认真丹亦完成签到 ,获得积分10
17秒前
孤独君浩发布了新的文献求助10
17秒前
futianyu完成签到 ,获得积分0
19秒前
小鸡毛发布了新的文献求助10
20秒前
Simpson完成签到 ,获得积分0
20秒前
糊涂的丹南完成签到 ,获得积分10
21秒前
鲤鱼完成签到,获得积分10
23秒前
speedness完成签到,获得积分10
23秒前
rfgfg完成签到 ,获得积分10
27秒前
海棠完成签到 ,获得积分10
30秒前
wxn完成签到 ,获得积分10
30秒前
大宝剑3号完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
35秒前
35秒前
两块应助啊九lili采纳,获得10
35秒前
薄荷小新完成签到 ,获得积分0
37秒前
伶俐紫发布了新的文献求助10
37秒前
是阮软不是懒懒完成签到 ,获得积分10
38秒前
杰2580发布了新的文献求助10
40秒前
李木禾完成签到 ,获得积分10
40秒前
大气夜山完成签到 ,获得积分10
40秒前
魔山西红柿完成签到,获得积分10
41秒前
没有名字完成签到 ,获得积分10
47秒前
青黛完成签到 ,获得积分10
47秒前
Dank1ng完成签到,获得积分10
48秒前
杰2580完成签到,获得积分10
49秒前
大宝剑2号完成签到 ,获得积分10
50秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5212499
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4388659
关于积分的说明 13664251
捐赠科研通 4249165
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2331448
邀请新用户注册赠送积分活动 1329148
关于科研通互助平台的介绍 1282561