近日，生物质化学工程与机能材料团队在水凝胶基柔性可穿戴器件领域取得新进展，相关研究成果以“One-pot mechanochemical assembly of lignocellulose nanofiber/graphite nanocomposites for wearable electronic devices”为题发表在Chemical Engineering Journal (中科院1区，IF=16.744)上，论文第一作者为课题组毕业生林凤采博士（现已入职闽江学院），团队卢贝丽副教授、唐丽荣副教授为通讯作者，福建农林大学为通讯单位。

掺杂碳纳米材料(如碳纳米管、石墨烯和氧化石墨烯)水凝胶因其优异的导电性和机械性能在柔性电子器件应用中越来越受欢迎。然而，传统碳基纳米材料的高疏水性和较差的水分散性使其难以直接引入亲水性聚合物基质中。基于此，本文基于机械力球磨作用，在不外加化学改性剂的条件下，一步法制备水分散性好的木质纳米纤维素/片层石墨纳米复合材料(LCNF@GP)，随后将LCNF@GP引入含有乙二醇/水二元溶剂体系的聚乙烯醇-硼砂体系应用于多功能水凝胶材料的开发。LCNF@GP丰富的表面羟基使其能够均匀分散在水凝胶基质中，并通过硼酸酯键形成动态交联结构，从而实现集合超拉伸性(~3500%)、快速自愈性(30 s)、自粘附、良好的导电性(1.33 s /m)和高应变敏感性(500% ~ 1000%时GF = 3.19)于同一水凝胶基质中。乙二醇/水二元溶剂体系赋予水凝胶良好的抗冻性(-23℃)和长期保湿性能(7天)。更重要的是，这种多功能水凝胶可以用于无线监控大大小小的人体动作，以及可用于控制多自由度的虚拟机械臂。这项工作提供了一种木质纳米纤维素/片层石墨纳米复合材料的绿色制备方法及其在传感器、柔性器件等领域应用策略。

  本研究工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的支持。

  全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135286