近日，五邑大學(xué)葉冬冬等基于堿/尿素溶劑體系溶解得到的纖維素溶液，設(shè)計一類微流控紡絲系統(tǒng)，利用“流動輔助物理化學(xué)雙交聯(lián)”策略，在微流控芯片內(nèi)實現(xiàn)纖維素溶液梯度分布，制備兼具海綿和氣凝膠結(jié)構(gòu)的再生纖維素梯度纖維（CGFs）。為實現(xiàn)纖維素溶液在芯片內(nèi)部梯度分布，溶液在微流控芯片內(nèi)依次經(jīng)歷三個流動過程：
①芯層化學(xué)預(yù)交聯(lián)纖維素溶液受剪切形成取向網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)；
②第一鞘層纖維素溶劑垂直于中心流流道方向通入，自外而內(nèi)定向擴散進入芯層，導(dǎo)致纖維素網(wǎng)絡(luò)呈“外疏內(nèi)密”梯度分布；
③第二鞘層酸性溶液與內(nèi)部纖維素溶液發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，凍結(jié)梯度結(jié)構(gòu)。后經(jīng)冷凍干燥，獲得再生纖維素梯度纖維。
通過調(diào)節(jié)和模擬芯片內(nèi)的流動過程，可構(gòu)建海綿層厚度可調(diào)、優(yōu)異的韌性（26.20 MJ m-3）和超低熱傳導(dǎo)系數(shù)（0.023 W m-1K-1）的再生纖維素梯度纖維。該工作是首個基于微流控紡絲技術(shù)制備的再生纖維素纖維，以標(biāo)題“Tough, Highly Oriented, Super Thermal Insulating Regenerated All-Cellulose Fibers Integrating a Graded Aligned Nanostructure”發(fā)表于國際著名期刊 Nano Letters，第一作者是碩士生李綺華，通訊作者是葉冬冬。北京理工大學(xué)陳攀研究員、華南理工大學(xué)祁海松教授，五邑大學(xué)張弛副教授、陳智明博士、巫瑩柱副教授等合作者一并參與此工作。
該工作受到國家自然科學(xué)青年基金、華南理工大學(xué)紙漿造紙國家重點實驗室開放課題等基金資助。
全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.1c03943
詳見課題組主頁：https://www.x-mol.com/groups/ydd
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