基于水合低共熔溶剂的纤维素纳米纤丝高效制备与可编程化学改性策略

《Nature Communications》：Expandable and scalable production of cellulose nanofibrils via highly efficient swelling-modification in deep eutectic solvent

　　摘要化学定制纤维素纳米纤丝（CNFs）的可扩展生产仍然面临挑战，因为天然纤维素缺乏同时实现纤丝化和功能调节所需的足够化学多样性。在此，我们开发了一种高效的溶胀-改性策略，利用一种水合低共熔溶剂（Zn(OAc)?/ChCl/H?O）实现CNF的高效制备和可编程化学改性。醋酸锌通过缓冲效应调节质子活性，抑制过度水解，从而保持CNF的结晶结构，使其具有超细直径（3–4 nm）、高长径比（约1800）、高聚合度（600–900）和高产率（93%）。通过引入多种环状酸酐，该低共熔溶剂系统转变为多功能操作平台，实现了具有多种化学功能基团的可定制CNF，包括羧基、双键、桥环结构和芳环。这种高效的溶胀-改性策略为定制CNF提供了一种可扩展和可拓展的途径，推动了纤维素基功能纳米材料的设计。