近年来，柔性功能材料在便携式电子设备、医疗系统、通信与传感系统、人机交互和仿生智能机器人等方面的应用受到了广泛关注。因此，研究人员正致力于设计具有特定功能、便携性、操作安全性和生物相容性的柔性材料。考虑到环境污染和未来石化资源的枯竭，从纤维素、木质素、壳聚糖等可再生资源中开发低成本、绿色环保的柔性材料成为人们关注的焦点。其中，纤维素是地球上最丰富的可再生聚合物，具有产量丰富、无毒、可生物降解性和化学结构可修饰等特点。纳米纤维素作为纤维素的一种特殊形态，不仅具有纤维素的上述优点，而且还具有较高的机械强度、结构柔韧性以及可调节的自组装行为等特性，在构建柔性功能材料方面具有独特的优势：1）纳米纤维素具有高的长径比、优越的力学性能和丰富的官能团，可以组装成不同形态的柔性材料；2）表面官能团为化学修饰提供了多种可能性，进而为结构单元之间的交联提供更多的位点，有利于增强相互作用，提高机械强度；3）高的长径比和比表面积为纳米纤维素与其他构建单元的复合提供了机会，从而有利于设计多种功能的柔性复合材料。

图3 纳米纤维素柔性材料的结构-性能-应用关系和制备方法

图4 纳米纤维素柔性材料

 图12 纳米纤维素柔性材料在传感领域的应用

 图13 纳米纤维素柔性材料在隔热领域的应用

  虽然纳米纤维素在柔性功能材料的设计与应用方面已经取得了很大的进展，但仍存在部分挑战需要解决。首先，目前大规模获得高质量、物理和化学结构可控的纳米纤维素仍然较为困难，限制了纳米纤维素的工业化应用。因此，应致力于开发新的方法和加工设备，以可持续和高效的方式实现纳米纤维素的大规模生产。此外，纳米纤维素基柔性材料的制备策略（如冷冻干燥和湿法纺丝），存在耗时长或成本较高等问题，这可能会限制纳米纤维素基材料的实际应用。为此，需要开发更连续的、可大规模的制备技术。其次，表面和界面工程已被广泛应用于柔性材料的构建，但表、界面工程对材料性能的影响尚未得到很好的揭示，因此需要开展基础研究，为后续研究提供理论指导。第三，目前研究大多仅涉及纳米纤维素基材料的某一功能化，其在集成系统中的潜在应用尚未得到很好的开发。因此，纳米纤维素柔性材料在集成系统中的实际性能有待进一步研究，且需要开发具有多种功能的纳米纤维素基材料，促进其在可穿戴设备、电子皮肤、健康监测等领域的集成应用。最后，虽然纳米纤维素具有可生物降解性和生物相容性，但部分纳米纤维素柔性复合材料是通过与不可生物降解的组分复合构建的，这限制了其在生物医学或生物传感器方面的潜在应用。为此，应考虑采用更环保的材料（如聚乳酸、聚己内酯或蛋白质）用于纳米纤维素复合柔性材料的开发。

  文章链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202214245