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第一作者：Fuyao Liu, Liang Pan, Yifan Liu

通訊作者：朱美芳，朱麗萍，周哲

通訊單位：東華大學(xué)

論文速覽

近年來，生物基纖維（biobased fibers）作為可再生和可生物降解材料展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。傳統(tǒng)上，生物基纖維是通過棉花、絲綢等簡單的紡絲天然纖維來生產(chǎn)，但隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，可通過綠色溶劑提取和生物技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)生物質(zhì)原料和單體。利用濕法、電紡和熔融紡絲技術(shù)，可以制造出各種功能性的生物基纖維，極大推進(jìn)了可再生生物基和生物合成纖維的發(fā)展。這些纖維在功能性紡織品、生物材料、能源存儲和可穿戴技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

本文提供了全面的視角，涵蓋資源提取、纖維生產(chǎn)和最終應(yīng)用，旨在促進(jìn)跨學(xué)科的靈感和合作，加速生物基纖維的利用。未來，生物基纖維有望逐步取代傳統(tǒng)的石油基纖維，推動社會走向更綠色、更可持續(xù)的發(fā)展路徑。

圖文導(dǎo)讀

圖1：生物基纖維的發(fā)展歷程，包括聚乳酸（PLA）、聚酰胺（PA）、聚三亞甲基對苯二甲酸酯（PTT）和聚羥基烷酸酯（PHA）等。

圖2：生物基纖維的發(fā)展、分類和制造過程，包括生物基天然纖維、生物基再生纖維和生物基合成纖維。

圖3：提高生物基天然纖維性能的方法

圖4：基因編輯在制備生物基天然纖維中的應(yīng)用

圖5：各種生物材料的分子結(jié)構(gòu)和從傳統(tǒng)材料中提取關(guān)鍵成分的過程

圖6：濕紡工藝的原理圖和溶劑類型及拉伸過程對生物基纖維形成的影響。

圖7：電紡設(shè)備示意圖和影響電紡過程的因素

圖8：不同方法用于生物基纖維形成的示意圖

圖9：生物基再生纖維通過物理加工和表面處理的后處理方法的示意圖

圖10：各種扭曲生物基再生纖維在仿生組織工程中的應(yīng)用

總結(jié)展望

本文全面綜述了生物基纖維的發(fā)展歷程、提取加工方法、創(chuàng)新加工技術(shù)、廣泛的跨學(xué)科應(yīng)用以及面臨的挑戰(zhàn)。特別是，作者提供了對生物基單體合成和提取方法、生物聚合物的聚合動力學(xué)、流變學(xué)和結(jié)晶動力學(xué)在生物基合成纖維的制造和加工中的深入討論。通過調(diào)整相融合程度，可以在不犧牲容量的情況下顯著提高循環(huán)穩(wěn)定性。

本研究為分析復(fù)雜多相系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)演變提供了一種多技術(shù)集成的方法，并為通過調(diào)節(jié)相融合程度來設(shè)計(jì)和優(yōu)化復(fù)雜的層狀正極材料提供了寶貴的見解。未來，隨著生物基纖維制備技術(shù)的進(jìn)步，其在智能材料和可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用將不斷擴(kuò)展，生物基纖維與傳感器和信息處理單元的集成將實(shí)現(xiàn)多樣化的健康監(jiān)測和環(huán)境檢測。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：Biobased fibers from natural to synthetic: Processing, manufacturing, and application

期刊：Matter

DOI：10.1016/j.matt.2024.04.006

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/06/07/41cbe86162/

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