通过受控聚集调控纤维素纳米晶形貌
软凝聚态物质
2025-07-09 v4
摘要
纤维素纳米晶(CNC)是源自天然纤维素的细长纳米颗粒，潜在应用于流变调节剂、乳液稳定剂、光子颜料及传感器等领域。对于大多数应用而言，对CNC形貌和表面化学的精确控制至关重要，但过程参数、CNC特征与其最终行为之间的关系仍鲜为人知。本文通过透射电子显微镜、小角X射线散射和扫描电子衍射等手段，探讨了离心和离子强度对CNC在 dialysis后形貌的影响。我们发现，常规的CNC纯化步骤中的离心作用会促进紧凑型复合纳米颗粒的形成，这些颗粒由排列一致的晶体构成，称为'捆束'，且沿其亲油面优先排列。 stark对比地，短暂的高离子强度暴露导致形成类散点、不规则的复合纳米颗粒。随后我们考察了这些形貌差异对CNC在胶体中的胶体锁定自组织的影响：排列一致的捆束可缩短胶体锁定螺距，导致薄膜颜色蓝移，而错位颗粒则促进凝胶化，产生无色薄膜。该研究揭示了样品历史，特别是常被忽视的纯化步骤，对CNC特征及其宏观行为的重要性，从而开启了调控这一新兴纳米材料的新途径。
引用
@article{arxiv.2404.04171,
title = {Tailoring the Morphology of Cellulose Nanocrystals via Controlled Aggregation},
author = {Kévin Ballu and Jia-Hui Lim and Thomas G. Parton and Richard M. Parker and Bruno Frka-Petesic and Alexei A. Lapkin and Yu Ogawa and Silvia Vignolini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04171},
year = {2025}
}