五邑大学《Nano Lett.》：微流控纺丝法构建兼具海绵和气凝胶结构的再生纤维素纤维

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近日，五邑大学叶冬冬等基于碱/尿素溶剂体系溶解得到的纤维素溶液，设计一类微流控纺丝系统，利用“流动辅助物理化学双交联”策略，在微流控芯片内实现纤维素溶液梯度分布，制备兼具海绵和气凝胶结构的再生纤维素梯度纤维（CGFs）。为实现纤维素溶液在芯片内部梯度分布，溶液在微流控芯片内依次经历三个流动过程：

①芯层化学预交联纤维素溶液受剪切形成取向网络化结构；

②第一鞘层纤维素溶剂垂直于中心流流道方向通入，自外而内定向扩散进入芯层，导致纤维素网络呈“外疏内密”梯度分布；

③第二鞘层酸性溶液与内部纤维素溶液发生交联反应，冻结梯度结构。后经冷冻干燥，获得再生纤维素梯度纤维。

通过调节和模拟芯片内的流动过程，可构建海绵层厚度可调、优异的韧性（26.20 MJ m^-3）和超低热传导系数（0.023 W m^-1K^-1）的再生纤维素梯度纤维。该工作是首个基于微流控纺丝技术制备的再生纤维素纤维，以标题“Tough, Highly Oriented, Super Thermal Insulating Regenerated All-Cellulose Fibers Integrating a Graded Aligned Nanostructure”发表于国际著名期刊 Nano Letters，第一作者是硕士生李绮华，通讯作者是叶冬冬。北京理工大学陈攀研究员、华南理工大学祁海松教授，五邑大学张弛副教授、陈智明博士、巫莹柱副教授等合作者一并参与此工作。

该工作受到国家自然科学青年基金、华南理工大学纸浆造纸国家重点实验室开放课题等基金资助。

全文链接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.1c03943

详见课题组主页：

https://www.x-mol.com/groups/ydd

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