可再生生物质资源的高值化利用是有效解决环境问题和资源短缺的有效途径之一。基于林业生物质开发的纳米纤维素材料，具有来源丰富、强度高、可再生等众多优点，同时兼具纳米效应以及生物可降解、可持续发展等优势，被广泛用于制备复合功能材料。近期，南京林业大学王志国教授团队提出了一种在低共熔溶剂（DES）体系下“一锅法”同步分散、改性和聚合制备纳米纤维素（CNF）复合导电弹性体的方法。以DES高效制备改性CNF为基础，结合DES中大量氢键带来的自愈性和氯化胆碱（ChCl）带来的离子导电性能，利用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）的活性环氧基团和双键构建双交联结构，获得具有优异力学性能、电学性能和自愈合特性的导电弹性体。这项工作解决了可聚合的DES体系无法制备CNF，而可制备CNF的DES体系无法聚合的难题。通过“一锅法”的制备策略成功实现在DES体系下纤维素原料到导电弹性体的制备，无需溶剂置换和产物分离，为构建性能优异、检测灵敏的绿色CNF复合导电弹性体提供了新的思路。

 图1 DES体系下一锅法分散、改性、聚合制备CNF/PDES导电弹性体

 图2 DES体系下制备改性CNF

  该研究通过乳酸（LA）和马来酸（MA）两种DES体系实现了改性CNF的制备。平均粒径分别达到37.6 nm和45.2 nm。红外和XPS的结果也表明，两种DES体系中的有机酸成功与纤维素发生酯化改性，并显著提高了改性CNF的分散性和稳定性。 

图3 不同CNF、GMA和ChCl含量对CNF/PDES导电弹性体力学性能的影响

图4 CNF/PDES导电弹性体的电学性能

图5 3D打印制备复杂图形的CNF/PDES导电弹性体并用于生物传感器

  CNF的加入更好的改善了打印油墨的粘度从而提高3D打印的精度和成型性，可精准打印校徽、耳朵等复杂图形。并通过自愈性灵活改变图形形状。通过3D打印定制导电鞋垫可精准识别人走路、跑步和跳跃的电信号，上述结果对CNF/PDES导电弹性体在生物监测和柔性可穿戴器件中的应用具有重要的意义。

  该研究提出了绿色柔性传感器的制备方法，实现了DES体系下CNF的低成本、高值化应用，获得了力学性能优异、导电性能良好且具有自愈性的导电弹性体，对CNF复合柔性导电材料在柔性传感器领域中的应用具有重要的实用价值和理论指导意义。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140022