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  近年來，柔性功能材料在便攜式電子設備、醫療系統、通信與傳感系統、人機交互和仿生智能機器人等方面的應用受到了廣泛關注。因此，研究人員正致力于設計具有特定功能、便攜性、操作安全性和生物相容性的柔性材料。考慮到環境污染和未來石化資源的枯竭，從纖維素、木質素、殼聚糖等可再生資源中開發低成本、綠色環保的柔性材料成為人們關注的焦點。其中，纖維素是地球上最豐富的可再生聚合物，具有產量豐富、無毒、可生物降解性和化學結構可修飾等特點。納米纖維素作為纖維素的一種特殊形態，不僅具有纖維素的上述優點，而且還具有較高的機械強度、結構柔韌性以及可調節的自組裝行為等特性，在構建柔性功能材料方面具有獨特的優勢：1）納米纖維素具有高的長徑比、優越的力學性能和豐富的官能團，可以組裝成不同形態的柔性材料；2）表面官能團為化學修飾提供了多種可能性，進而為結構單元之間的交聯提供更多的位點，有利于增強相互作用，提高機械強度；3）高的長徑比和比表面積為納米纖維素與其他構建單元的復合提供了機會，從而有利于設計多種功能的柔性復合材料。

圖3 納米纖維素柔性材料的結構-性能-應用關系和制備方法

圖4 納米纖維素柔性材料

 圖12 納米纖維素柔性材料在傳感領域的應用

 圖13 納米纖維素柔性材料在隔熱領域的應用

  雖然納米纖維素在柔性功能材料的設計與應用方面已經取得了很大的進展，但仍存在部分挑戰需要解決。首先，目前大規模獲得高質量、物理和化學結構可控的納米纖維素仍然較為困難，限制了納米纖維素的工業化應用。因此，應致力于開發新的方法和加工設備，以可持續和高效的方式實現納米纖維素的大規模生產。此外，納米纖維素基柔性材料的制備策略（如冷凍干燥和濕法紡絲），存在耗時長或成本較高等問題，這可能會限制納米纖維素基材料的實際應用。為此，需要開發更連續的、可大規模的制備技術。其次，表面和界面工程已被廣泛應用于柔性材料的構建，但表、界面工程對材料性能的影響尚未得到很好的揭示，因此需要開展基礎研究，為后續研究提供理論指導。第三，目前研究大多僅涉及納米纖維素基材料的某一功能化，其在集成系統中的潛在應用尚未得到很好的開發。因此，納米纖維素柔性材料在集成系統中的實際性能有待進一步研究，且需要開發具有多種功能的納米纖維素基材料，促進其在可穿戴設備、電子皮膚、健康監測等領域的集成應用。最后，雖然納米纖維素具有可生物降解性和生物相容性，但部分納米纖維素柔性復合材料是通過與不可生物降解的組分復合構建的，這限制了其在生物醫學或生物傳感器方面的潛在應用。為此，應考慮采用更環保的材料（如聚乳酸、聚己內酯或蛋白質）用于納米纖維素復合柔性材料的開發。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202214245