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纤维素科学与技术2024,32(1):77-83

JournalofCelluloseScienceandTechnologyE-mail:xws@

纳米纤维素在柔性电子器件的应用进展

王春芬†，胡香玉†，庄晓莎*

（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心，广东广州510700）

摘要：从纳米纤维素的物理化学性能出发概述了纤维素纳米基柔性材料在柔性电子领域的应用优势，重点介绍了纤维素

纳米基柔性材料在电极、隔膜和电解质以及超级电容器等储能器件中的前沿研究，展示了材料复配、化学改性、工艺改进等

对电子器件电化学性能和机械性能的改进；同时介绍了纤维素纳米基柔性材料在传感器中的必威体育精装版应用，对应变、湿度和pH

具有响应的弹性体、气凝胶和膜材料的开发，以及传感灵敏度、耐环境性和相容性等的改善。最后展望了纤维素纳米基柔性

材料的发展前景并总结了当前面临的挑战，对柔性电子材料的研究工作具有一定参考价值。

关键词：纳米纤维素；柔性电子；储能器件；传感器

中图分类号：TQ35文献标识码：A文章编号：1004-8405(2024)01-0077-07DOI:10.16561/ki.xws.2024.01.01

10月24日京东方宣布2023年第一亿片柔性源、尺寸、形貌和制备方法不同，纳米纤维素可分

有机发光显示器（OLED）屏幕下线，10月25日摩为纤维素纳米晶（cellulosenanocrystals,CNCs）、纤

托罗拉展示了柔性概念手机，10月26日ICFPE2023维素纳米纤维（cellulosenanofibers,CNFs）和细菌

暨第五届柔性电子产业发展大会发布的《2023柔性纤维素（bacterialcellulose,BC）三大类。其中，CNCs

电子产业发展白皮书》显示柔性电子产业规模将在的直径通常为2～20nm，长度为几十到几百纳米，

2028年达到3010亿美元。可折叠、可卷曲使得手具有较高的结晶度、良好的机械强度、特殊的光学

机等电子产品的形态更加新颖和轻便，可穿戴、可效应和自组装性能。CNFs由结晶区和无定形区构

调控力学性能等使得传感器实现了随时监测人体成，长径比较大，柔韧性较好。BC一般由木醋杆菌

健康状态。柔性电子的发展影响着人们的日常生活，等细菌发酵得到，具有纯度高、结晶度高（大于

[2]

推动着新一轮科技革命和产业变革。95%）、聚合度高、生物相容性好等特点。

在弯曲、折叠、扭转、拉伸等连续机械变形下，

仍然能够长周期地保持较高的性能的柔性材料是

柔性电子技术发展的重要基础。塑料具有高柔韧性

和轻便性等优势，使其成为制备柔性器件的重要材

图1纤维素的化学结构[3]

料。但是，大部分塑料制品源自石化加工，在消耗

不可再生资源的同时，还难以生物降解，给环境带纤维素是葡萄糖单元通过β-1,4糖苷键连接的

来极大的污染。纳米纤维素可实现绿色生产、绿色[3]

高分子，化学结构如上图1所示。丰富的羟基使

使用和绿色降解，且具有独特的力学性能、热稳定得纳米纤维素相较于其他聚合物易于被改性，进而

[1]

性、光学透明性，易改性以及环境友好性等性能。赋