近日，东北林业大学于海鹏教授团队合作在《Nature Communications》期刊上发表题为“A gradient-structured all-cellulose biofoam enabled by solvent-induced molecular assembly for sustainable insulation modules”的研究成果。
在前期创新引入乙腈、乙醇、双离子体诱导纤维素分子定向组装，重筑超分子网络构型，设计开发了可剥离纤维素离子膜、竹分子塑料及全能凝胶弹性体的理论基础上，本研究进一步利用乙醇引导纤维素分子链区域组装行为，成功构筑了具有梯度孔结构的全纤维素泡沫All-Cel foam。该策略在温和条件下实现了纤维素泡沫可控构筑，避免了复杂化学改性和高能耗工艺，为生物质多孔材料的结构设计和调控提供了新思路。同时，基于分子组装形成的连续网络结构，All-Cel foam具有出色的机械性能、良好的可设计性、成型性、可循环利用潜力，使其在绿色建筑、隔热与安全防护等领域展现出良好的应用潜力。
All-Cel foam通过简单的溶剂交换即可使纤维素分子重组并形成多种复杂三维多孔结构，展现出良好的形状可设计性，制备过程无需使用发泡剂或有毒交联剂，大幅降低了挥发性有机物和温室气体排放。得益于纤维素分子链的诱导组装赋予的梯度孔隙结构，All-Cel foam展示出吸引人的机械性能、热稳定性和出色的隔热性能，其导热系数为0.047–0.062 W m-1 K-1，与常用商用塑料泡沫以及已报道的常压干燥纤维素泡沫相当。All-Cel foam兼具的机械强度与隔热性能优势，将其用作墙体保温层，其建筑年总能耗与传统EPS泡沫相当，且在温带及寒冷地区表现出更为显著的节能效果，凸显All-Cel foam在绿色建筑与可持续节能领域的巨大应用前景。
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