木质素磺酸盐与半纤维素协同效应的可持续开发策略：迈向下一代生物基柔性电子器件

本综述创新性地提出利用木质素磺酸盐（LGS）与半纤维素（HCL）的协同作用，开发出兼具高导电性（达5.02 S·m?1）和优异机械性能（拉伸强度0.501 MPa，延展率1089%）的LGS-HCL水凝胶。通过动态氧化还原反应（Al3+/Al2+）和金属配位键构建三维网络，该材料在可穿戴应变传感器（灵敏度系数2.48）和超级电容器（比电容379.3 F·g?1）领域展现出巨大应用潜力，为可持续柔性电子器件提供了新范式。

　　

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Materials

木质素磺酸钠（LGS）购自中国大连 Sinohesheng 进出口有限公司，其重均分子量（M_w）和数均分子量（M_n）分别为10180和9356 g·mol^?1。甘蔗渣髓（BP）采集自孟加拉国达卡地区。氢氧化钠（NaOH）购自中国Unichem公司，丙烯酸（AA）和六水合氯化铝（AlCl₃·6H₂O）购自印度Sisco研究实验室，过硫酸铵（APS）则来自Sigma-Aldrich公司。

Structural formation of the LGS-HCL hydrogel

本研究利用源自可再生植物的可持续原料，开发了多功能LGS-HCL水凝胶。其形成机制如图2所示（注：图示已省略）：体系中AA、Al³⁺和APS的存在触发了快速聚合反应，其中APS作为引发剂。Al³⁺/Al²⁺与氢醌/醌对的动态氧化还原反应驱动丙烯酸聚合成聚丙烯酸（PAA），最终形成具有三维网络结构的水凝胶。

Conclusions

总而言之，本研究成功制备了具有可调节机械性能的高导电性LGS-HCL水凝胶。LGS和HCL中多种官能团的有效协同作用，以及与Al³⁺/Al²⁺离子的高效络合/配位，赋予水凝胶卓越的机械强度和柔韧性。所得水凝胶的最大拉伸强度和压缩强度分别达到约0.501 MPa（伸长率1089%）和0.962 MPa（最大拉伸率70%）。