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  纖維素是一種環保的生物質材料，在自然界中來源廣泛。 其分子鏈中每個重復單元的2，3，6位上含有一個自由羥基（-OH），在電場的作用下容易發生取向極化，從而賦予纖維素較高的介電常數（ε_r）。 且-OH之間形成的分子間、分子內氫鍵網絡也為纖維素帶來了優異的物理化學性能，這些優勢使得纖維素成為替代石油基電介質材料的候選者。然而，為滿足電子設備微型化、輕量化的發展需求，纖維素基電介質材料的儲能密度需進一步提升。因此，如何提高纖維素基電介質的介電常數以滿足電容器的發展需求仍是一個重要問題。

 圖1 不同溶解溫度制備的纖維素介電薄膜在室溫下的介電常數（a）和介電損耗（b）。

  進一步研究發現，高溶解溫度制備的全纖維素復合薄膜同時存在Ⅰ型晶和Ⅱ型晶，其氫鍵相互作用較弱且具有一定含量的不穩定tg構象（C6）。通過Havriliak?Negami擬合分析，上述結構差異可以明顯提高纖維素的β和γ松弛能力，即局部主鏈和側基的運動能力增強。

圖2 RC-12.5、RC-10、RC-8樣品的結構示意圖

  該工作以“Enhanced Dielectric Properties of All-Cellulose Composite Film via Modulating Hydroxymethyl Conformation and Hydrogen Bonding Network”為題發表在ACS Macro Letters上（ACS Macro Lett. 2023, 12, 880?887）。該論文第一作者為四川大學博士生李德龍，通訊作者為四川大學黃華東副教授和李忠明教授。該研究得到國家自然科學基金委的支持。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00224