纤维素是一种环保的生物质材料，在自然界中来源广泛。 其分子链中每个重复单元的2，3，6位上含有一个自由羟基（-OH），在电场的作用下容易发生取向极化，从而赋予纤维素较高的介电常数（ε_r）。 且-OH之间形成的分子间、分子内氢键网络也为纤维素带来了优异的物理化学性能，这些优势使得纤维素成为替代石油基电介质材料的候选者。然而，为满足电子设备微型化、轻量化的发展需求，纤维素基电介质材料的储能密度需进一步提升。因此，如何提高纤维素基电介质的介电常数以满足电容器的发展需求仍是一个重要问题。

 图1 不同溶解温度制备的纤维素介电薄膜在室温下的介电常数（a）和介电损耗（b）。

  进一步研究发现，高溶解温度制备的全纤维素复合薄膜同时存在Ⅰ型晶和Ⅱ型晶，其氢键相互作用较弱且具有一定含量的不稳定tg构象（C6）。通过Havriliak?Negami拟合分析，上述结构差异可以明显提高纤维素的β和γ松弛能力，即局部主链和侧基的运动能力增强。

图2 RC-12.5、RC-10、RC-8样品的结构示意图

  该工作以“Enhanced Dielectric Properties of All-Cellulose Composite Film via Modulating Hydroxymethyl Conformation and Hydrogen Bonding Network”为题发表在ACS Macro Letters上（ACS Macro Lett. 2023, 12, 880?887）。该论文第一作者为四川大学博士生李德龙，通讯作者为四川大学黄华东副教授和李忠明教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

  原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00224