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
04d的应助被qin202569采纳,获得10
1秒前
1秒前
Orange的应助被gty采纳,获得10
2秒前
王王王发布了新的文献求助10
2秒前
职克琪发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
Rocky完成签到,获得积分10
3秒前
冷酷松鼠发布了新的文献求助10
3秒前
芦苇红柳发布了新的文献求助10
3秒前
机灵汲完成签到 ,获得积分10
4秒前
Criminology34的应助被jj采纳,获得20
4秒前
Komorebi完成签到 ,获得积分10
4秒前
星云发布了新的文献求助10
4秒前
Jasper的应助被hou采纳,获得10
5秒前
Rocky发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
别止完成签到,获得积分10
6秒前
HYH驳回了Maestro_S的应助
7秒前
yang的应助被exosome采纳,获得10
8秒前
8秒前
lani完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
幽默酸奶完成签到 ,获得积分10
10秒前
秋尽完成签到,获得积分10
10秒前
ping发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
12秒前
ym完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
在水一方的应助被星云采纳,获得30
14秒前
meyshuang发布了新的文献求助10
14秒前
我是老大的应助被职克琪采纳,获得10
16秒前
Guangyue完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.2的应助被。.。采纳,获得10
17秒前
秋尽发布了新的文献求助10
18秒前
温暖背包完成签到 ,获得积分10
19秒前
淡定M橙子发布了新的文献求助10
19秒前
《子非鱼》完成签到,获得积分10
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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8138002
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9538786
关于积分的说明 21631363
捐赠科研通 7721914
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420407
关于科研通互助平台的介绍 2545664
邀请新用户注册赠送积分活动 2462306