Exploring Large Ductility in Cellulose Nanopaper Combining High Toughness and Strength

材料科学 韧性 复合材料 纤维素 延展性(地球科学) 机械强度 增韧 纳米技术 化学工程 工程类 蠕动
作者
Feng Chen,Wenchao Xiang,Daisuke Sawada,Long Bai,Michael Hummel,Herbert Sixta,Tatiana Budtova
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:14 (9): 11150-11159 被引量:79
标识
DOI:10.1021/acsnano.0c02302
摘要

Cellulose nanopaper is a strong lightweight material made from renewable resources with a wide range of potential applications, from membranes to electronic displays. Most studies on nanopaper target high mechanical strength, which compromises ductility and toughness. Herein, we demonstrate the fabrication of highly ductile and tough cellulose nanopaper via mechanical fibrillation of hemicellulose-rich wood fibers and dispersion of the obtained cellulose nanofibrils (CNFs) in an ionic liquid (IL)-water mixture. This treatment allows hemicellulose swelling, which leads to dissociation of CNF bundles into highly disordered long flexible fibrils and the formation of a nanonetwork as supported by cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM) imaging. Rheology of the suspensions shows a 300-fold increase in storage and loss moduli of CNF-IL-water suspensions, compared to their CNF-water counterparts. The nanopaper prepared by removing the IL-water shows a combination of large elongation (up to 35%), high strength (260 MPa), and toughness as high as 51 MJ/m3, because of efficient interfibrillar slippage and energy dissipation in the highly disordered isotropic structure. This work provides a nanostructure-engineered strategy of making ductile and tough cellulose nanopaper.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可爱的函函的应助被毛毛采纳,获得10
刚刚
任性背包完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
安安发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
222222发布了新的文献求助10
4秒前
科目三的应助被Attendre采纳,获得10
5秒前
pyrene完成签到 ,获得积分10
6秒前
冷傲的大船的应助被Allergy采纳,获得10
6秒前
ooouiia完成签到 ,获得积分10
6秒前
包凡之完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
CipherSage的应助被colin_wht采纳,获得10
8秒前
大模型的应助被王佳佳采纳,获得10
9秒前
兮兮完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Hello的应助被安安采纳,获得10
10秒前
yinguo完成签到,获得积分10
11秒前
大力丹琴完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
毛毛发布了新的文献求助10
12秒前
颖涵发布了新的文献求助10
13秒前
传奇3的应助被Attendre采纳,获得10
15秒前
仁爱猎豹完成签到 ,获得积分10
15秒前
17秒前
sharky关注了科研通微信公众号
17秒前
koutianle发布了新的文献求助10
18秒前
azure完成签到,获得积分10
18秒前
硝子雨完成签到,获得积分10
19秒前
hx完成签到,获得积分10
19秒前
曾金玲完成签到,获得积分10
19秒前
汉堡包的应助被呆萌太阳采纳,获得10
19秒前
19秒前
收费完成签到,获得积分10
20秒前
自觉黑米完成签到,获得积分10
20秒前
Estella完成签到,获得积分10
20秒前
xiaoqian发布了新的文献求助10
21秒前
从文不再啦完成签到,获得积分20
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Comprehensive Heterocyclic Chemistry IV 400
Qualitative Methodologies in Tourism Studies: Disrupting and Co-creating Critical Research 350
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8051248
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9479285
关于积分的说明 21297798
捐赠科研通 7619437
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3393447
关于科研通互助平台的介绍 2524755
邀请新用户注册赠送积分活动 2431448