孟亚会,徐清凉,赵会芳,沙力争,何志阳.纤维素纳米晶体/低共熔溶剂彩虹膜的制备及性能研究[J].中国造纸,2025,44(10):123-128 本文二维码信息
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纤维素纳米晶体/低共熔溶剂彩虹膜的制备及性能研究
Preparation and Properties of Iridescent Films with Cellulose Nanocrystals and Deep Eutectic Solvents
收稿日期：2025-07-16  修订日期：2025-07-30
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2025.10.014
关键词:  纤维素纳米晶体  结构色  低共熔溶剂  彩虹膜
Key Words:cellulose nanocrystals  structure color  deep eutectic solvents  iridescent films
基金项目:中国博士后科学基金资助项目（2024M760380）；2024年度浙江省博士后科研项目（ZJ2024113）；2023年度浙江省教育厅一般科研项目（Y202351793）；浙江科技学院青年科学基金项目（2023QN052）；浙江科技大学环境与资源学院青年教师创新研究项目（HZQY202408）。
作者单位邮编
孟亚会* 东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨,150006
浙江科技大学环境与资源学院,浙江杭州,310023
浙江景兴纸业股份有限公司,浙江嘉兴,314214 		314214
徐清凉 浙江景兴纸业股份有限公司,浙江嘉兴,314214 314214
赵会芳 浙江科技大学环境与资源学院,浙江杭州,310023 310023
沙力争 浙江科技大学环境与资源学院,浙江杭州,310023 310023
何志阳 浙江科技大学环境与资源学院,浙江杭州,310023 310023
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摘要:本研究通过蒸发诱导组装和真空辅助组装2种方法，将低共熔溶剂（DES）引入纤维素纳米晶体（CNC），成功制备出柔性CNC彩虹膜。研究了DES与CNC的相互作用机制及2种组装方式对薄膜微观结构、结构色、力学性能与湿度响应行为的影响。结果表明，2种方式均可改善CNC彩虹膜的柔韧性，真空辅助组装方法可赋予CNC-V和CNC/DES-V膜均一的结构色（珠光蓝色和蓝青色），较小的多畴结构和螺距（132和160 nm），较大的拉伸强度（(58.4±2.1) MPa和(27.9±1.7) MPa）以及较窄的湿度响显色范围（蓝色到浅黄色）。蒸发诱导自装方式则为CNC-E和CNC/DES-E膜提供更明亮的结构色（蓝色和青绿色），更大的螺距（136和175 nm）以及更宽的湿响应变色范围（青色到橙色）。
Abstract:This study successfully fabricated flexible cellulose nanocrystal (CNC) structurally colored films by integrating a deep eutectic solvent (DES) into the CNC system through evaporation-induced self-assembly method and vacuum-assisted self-assembly method. The interaction mechanism between DES and CNC， along with the effects of both assembly techniques on the film’s microstructure， structural color， mechanical properties， and humidity-responsive behavior， were systematically investigated. The results showed that both methods enhanced the flexibility of CNC films. The vacuum-assisted assembly approach endowed the CNC-V and CNC/DES-V films with uniform structural colors (pearl-blue and cyan-blue)， smaller polydomain structures and pitches (132 and 160 nm)， higher tensile strengths ((58.4±2.1) MPa and (27.9±1.7） MPa)， and a narrower humidity-responsive color range (from blue to light yellow). In contrast， the evaporation-induced self-assembly method provided the CNC-E and CNC/DES-E films with brighter structural colors (blue and cyan)， larger pitches (136 and 175 nm)， and a broader humidity-induced color-shifting range (from cyan to orange).
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