纳米纤维素基导电复合材料研究进展
作为一种天然可再生资源，纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米科技的发展，利用化学、物理、酶催化等方法得到一维纳米尺度的纳米纤维素应运而生。由于纳米纤维素具有高强度、高表面积、低热膨胀系数、易交织成网状结构等特点，其作为基体材料在柔性屏幕、透明传感器及储能器件方面发展迅速。按照制备方法(机械法、氧化法、水解法)的不同，可以得到具有不同物理微观形态和化学修饰基团的2类纳米纤维素：纳米纤维素纤丝和纳米纤维素晶体。按照储能机制的不同，导电活性物质主要包括导电高分子(聚吡咯、聚苯胺等)、金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛、氧化锌等)和碳材料(碳纳米管、石墨烯等)。由于纳米材料形态特征的差异性，纳米纤维素与导电活性物质可以形成不同微观尺度和结构特性的导电复合材料。在研究领域上，导电高分子/纳米纤维素基导电复合材料主要用于电致变色器件、电化学传感器及驱动器、超级电容器等研究领域，尤其是作为赝电容的超级电容器，表现出更出色的比电容；碳材料与纳米纤维素形成的导电复合材料，可作为柔性电极用于柔性电池、柔性超级电容器等电子器件领域；金属氧化物其纳米粒子具有独特的磁性、光学、压电等性能，其纳米纤维素复合材料在光电材料、太阳能电池等领域具有应用价值。正是由于纳米纤维素具有易于成膜与凝胶化、高吸水性、溶胀性、生物相容性等特性，才可以作为结构稳定与机械性能优良的载体材料或者骨架支撑材料，并与各类无机或有机纳米材料的特定导电性能相互融合在一起，进而产生具有高导电性、光电转换性、电化学氧化还原特性的特殊功能材料。在制备方法上，导电高分子不但可以通过溶液分散与纳米纤维素形成导电膜材料，而且可以通过原位聚合方式得到导电高分子/纳米纤维素导电复合材料；而棒状的碳纳米管、片状的石墨烯以及颗粒状的金属氧化物主要是通过溶液分散方法在纳米纤维素中形成稳定溶液或水凝胶，进一步通过溶剂挥发、过滤、冷冻干燥或超临界干燥等方法得到导电性良好的薄膜材料或者气凝胶材料，还可以通过层层自组装技术得到透明导电膜材料。纳米纤维素在柔性电子储能器件上尚有较大发展潜力，下一步应针对纳米纤维素与导电材料之间的复合方式、分散均匀性、微结构控制、界面相容及相互作用机制等方面开展深入研究，更大限度地发挥纳米纤维素在导电活性物质上的平台效应，为纳米纤维素的功能化与应用提供更多的研究思路。
纳米纤维素、导电活性材料、复合材料、功能与应用
O636.1;TQ352(高分子化学（高聚物）)
中央级公益性科研院所基本科研业务费专项CAFINT2014K02
2015-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共9页
117-125
