综述：细菌纤维素作为环境友好型电子器件的绿色基质材料

这篇综述系统阐述了细菌纤维素（BC）作为绿色基质材料在环境友好型电子器件中的应用潜力。文章详细分析了BC的独特性质（高纯度、3D纳米网络结构、完全生物降解性等），重点介绍了基于BC的功能复合材料（导电/压电/磁电/热电）的制备方法（原位合成、外源掺入、生物合成），及其在传感器、储能系统（电池/超级电容器）和能量收集装置（纳米发电机）等领域的应用前景，为可持续电子器件的开发提供了创新思路。

　　

细菌纤维素：电子器件的绿色革命

Abstract
电子设备激增导致不可降解电子废物（e-waste）剧增，而细菌纤维素（BC）因其丰富的羟基基团、三维纳米网络结构和完全生物降解性，成为开发环境友好型电子器件的理想基质材料。

Introduction
全球每年产生约5000万吨电子废物，其中含有的重金属和微塑料严重威胁生态环境。BC作为微生物合成的天然聚合物，其生产过程仅需葡萄糖发酵，碳排放远低于植物纤维素。通过纤维素酶（内切葡聚糖酶/外切葡聚糖酶/β-葡萄糖苷酶协同作用），BC可在自然环境中快速降解为寡糖，降解周期短于传统材料。

BC-based functional composite materials
BC的3D纳米纤维网络为功能复合材料提供了理想载体：

• 导电复合材料：通过负载碳纳米管或聚苯胺，电导率可达10³ S/m，适用于柔性电极
• 压电复合材料：结合聚偏氟乙烯（PVDF），压电系数d₃₃提升至25 pC/N
• 磁电复合材料：Fe₃O₄@BC薄膜在50 Oe磁场下产生5 mV电压输出

Preparation methods

• 原位合成：在BC水凝胶中直接生成纳米颗粒，避免团聚
• 外源掺入：将预合成的ZnO纳米线嵌入BC网络，保持结构完整性
• 生物合成：利用Komagataeibacter hansenii同步产出BC与磁性纳米颗粒

Applications in electronic devices

1. 传感器：BC/石墨烯电阻式传感器对应变灵敏度（GF）达500，可监测人体关节活动
2. 超级电容器：BC衍生的多孔碳材料比表面积达2000 m²/g，能量密度35 Wh/kg
3. 纳米发电机：BC/PENG在10 Hz振动下输出功率密度1.2 mW/cm²，可驱动医疗植入设备

Conclusions and perspectives
当前挑战在于BC复合材料的机械强度与电学性能平衡，未来需开发全生物降解封装技术。通过合成生物学改造产纤维素菌株，有望实现BC基电子器件的规模化生产，推动绿色电子革命。