纤维素基光子晶体纳米薄膜：具有拉伸响应圆偏振发光和高机械强度的创新材料

本研究通过纤维素纳米晶（CNCs）与聚乙烯醇（PVA）的共组装，构建了具有层级结构的光子晶体薄膜，兼具高机械强度（61.83 MPa）和优异模量（656.67 MPa）。通过掺杂镧系发色团实现显著圆偏振发光（CPL，glum达高值），并利用盐析和热脱水处理赋予材料拉伸响应性和防水性能，为可穿戴传感（如Ca2+检测）提供了新策略。

　　

Highlight

本研究通过纤维素纳米晶（CNCs）与聚乙烯醇（PVA）的蒸发诱导共组装（EISA），设计出具有拉伸响应圆偏振发光（CPL）的层级光子晶体薄膜。刚性CNCs与柔性PVA的氢键网络赋予材料超高机械性能（抗拉强度61.83 MPa，模量656.67 MPa），而嵌入PVA基质的镧系发色团则产生高量子产率和发光不对称因子（g_lum）。

Materials

棉绒（天津利维坦科技）、硫酸（98 wt%）、聚乙烯醇（PVA）、六水合氯化铕（EuCl₃·6H₂O，纯度>99.9%）等购自天津江天化学科技。

Synthesis of the photonic crystal film

酸水解制备的CNCs呈长棒状（直径10-20 nm，长度数百纳米，TEM图见支持信息）。溶剂蒸发时，CNCs自组装成左旋光子晶体薄膜，截面扫描电镜（SEM）显示明显层状排列。

Conclusion

该层级光子晶体材料通过CNCs/PVA共组装实现，兼具手性光学特性和机械鲁棒性。盐析诱导的PVA纳米晶增强了薄膜韧性，拉伸可解旋螺旋结构并调控CPL信号。热脱水重构氢键网络后，材料具备防水性，可用于Ca²⁺浓度传感和可穿戴领域。

（注：翻译部分保留专业术语如EISA、g_lum等，省略文献引用标识和Scheme图示描述）