羟丙基甲基纤维素与TEMPO氧化纳米纤维素物理化学相互作用制备透明可拉伸薄膜

为解决生物基材料在柔性包装、可穿戴传感器等领域的应用需求，研究人员通过溶剂浇铸法将羟丙基甲基纤维素(HPMC)与TEMPO氧化纳米纤维素(CNFt)复合，发现仅添加6wt% CNFt即可显著改善流变性能。采用20wt%聚氨酯二醇或甘油增塑后，断裂应变分别提升58%和107%，成功制备出机械性能可调控的透明自支撑薄膜。

　　

这项突破性研究揭示了羟丙基甲基纤维素(HPMC)与TEMPO氧化纳米纤维素(CNFt)通过物理化学相互作用形成透明可拉伸薄膜的机制。实验采用溶剂浇铸技术，当CNFt添加量低至6wt%时，复合体系即表现出显著的剪切稀化特性，证实了纳米纤维对悬浮液的结构调控作用。

力学测试显示，CNFt的引入能有效提升HPMC薄膜的机械强度，但过量添加会导致脆性增加。研究团队创新性地筛选了聚氨酯二醇和甘油作为增塑剂，发现20wt%的甘油可使断裂应变提升107%，而聚氨酯二醇也能实现58%的改善。这种通过精确调控HPMC/CNFt比例并辅以适当增塑剂的技术路线，为开发兼具透明度、柔韧性和可定制力学性能的生物基薄膜提供了新范式，在医用敷料、柔性电子等领域展现出广阔应用前景。