石油基合成高分子已廣泛用于生產(chǎn)日用品如織物、包裝膜、購物袋、一次性餐具等，成為人類生活的必需物質(zhì)。然而，這些材料難以生物降解，廢棄后造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。
此外，不可再生的石油、煤炭等資源總有一天會枯竭。因此，開發(fā)利用可再生的生物質(zhì)資源已成為可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求。
纖維素是自然界儲量最豐富的天然聚多糖，具有來源廣、可再生、可生物降解、安全無毒等優(yōu)點，可作為制備環(huán)境友好型功能材料的理想原料。
纖維素的開發(fā)利用主要有兩種方式：
一種是“自上而下”，即直接利用它自身的納米纖維結(jié)構(gòu)，采用不同新技術(shù)制備納米纖維和納米晶須等加以利用；
另一種是“自下而上”策略，即通過溶解纖維素，然后物理再生制備多功能纖維素材料。
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近日，武漢大學(xué)張俐娜院士團隊發(fā)表關(guān)于高強度再生纖維素材料的進展報告。主要綜述了纖維素溶解的綠色溶劑及溶解機理，同時系統(tǒng)匯總了多種成形方法（如誘導(dǎo)纖維素分子鏈平行聚集形成納米纖維、化學(xué)交聯(lián)、物理交聯(lián)、雙交聯(lián)等）和加工處理（如牽伸取向、熱壓和加捻）等，制備出不同形態(tài)的高強度再生纖維素功能材料，如膜、水凝膠、絲、微球等（圖1）。
同時指出它們在紡織、生物醫(yī)用、包裝、光熱響應(yīng)、能源儲存等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。其中強調(diào):?通過化學(xué)交聯(lián)、化學(xué)雙交聯(lián)、物理交聯(lián)以及化學(xué)與物理雙交聯(lián)等不同策略可以得到所需要的高強度、高彈性、生物可降解性的不同再生纖維素材料（圖2）。尤其，這些再生纖維素材料埋在土壤中或者丟棄于江河湖海可以生物降解，不造成環(huán)境污染，屬于環(huán)境友好材料。
盡管目前對于再生纖維素材料的研究、開發(fā)以及應(yīng)用取得了新進展，但要取代非生物降解塑料仍然存在一些問題亟待解決。首先，需要進一步完善纖維素的溶劑體系，使它兼具廉價、高溶解度、高穩(wěn)定性、易回收。其次，需要開發(fā)廉價、安全、環(huán)境友好的物理加工工藝，尋找更簡便和高效的再生條件和方法用于生產(chǎn)高強度、耐水性、易降解的再生纖維素材料，促使它們早日進入市場并逐步替代難降解的合成高分子，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。
該綜述以《Recent progress in high strength and robust regenerated cellulose materials》為題發(fā)表在國際著名期刊“Advanced Materials”上。論文第一作者是張俐娜院士的博士生涂虎，共同通訊作者為張俐娜院士和段博副研究員。
論文鏈接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202000682
