近日，南京林業大學輕工與食品學院王志國教授研究團隊在國際著名期刊《Materials Science and Engineering: R: Reports》發表了題為 “Deep eutectic solvents as a ‘multifunctional operating platform’ for nanocellulose production and modification: A review on sustainable composite advancements”的綜述論文。南京林業大學為第一完成單位，第一作者為輕工與食品學院博士研究生王少凝，通訊作者為輕工與食品學院王志國教授、Muhammad Wajid Ullah教授和化學工程學院范一民教授。

該研究團隊聚焦生物質資源高值化利用，并長期致力于新型綠色溶劑——低共熔溶劑（DES）體系下，開展林業生物質原料的各組分高效分離、納米分散、功能改性及其先進功能材料構建等多方面研究。近期，該團隊首次創新性地提將出DES體系作為‘多功能作業平臺’，實現纖維素原料的高效納米分散、功能化改性和復合材料構建。在DES內部，其氫鍵網絡有利于纖維素內部頑固的氫鍵網絡發生氫鍵競爭，從而實現綠色、高效的纖維素納米分散。相較于傳統溶劑體系而言，DES在發揮提供反應體系的基礎上，還能顯著增加纖維素表面羥基的可及性，并提供反應性介質，雙重作用的發揮大幅提升了納米纖維素功能化改性的效率，拓寬了改性種類的選擇范圍。通過巧妙地調整DES的種類以及預處理條件，可實現對納米纖維素微觀形貌和表面結構的定制化生產，進而促進復合凝膠/彈性體材料中物理/化學鍵的構建。DES不僅在纖維素預處理階段起到潤脹和改性作用，在復合凝膠/彈性體材料的構建中往往可以作為高分子骨架網絡，提供離子導電性和氫鍵增韌的作用。納米纖維素的引入可顯著提升復合凝膠/彈性體力學、電學和穩定性等，拓展了其在凝膠電解質、離子傳感器、納米發電和3D打印等領域的應用前景。

本綜述聚焦于DES作為納米纖維素制備、改性和應用的新型‘多功能作業平臺’。DES體系高效破壞纖維素中的氫鍵網絡，增加表面羥基的可及性，并在溫和條件下實現高效的納米纖維素制備。通過調整DES組成和加工條件，可以靈活控制納米纖維素的微觀形貌，從而制備纖維素納米纖維（CNF）或纖維素納米晶體（CNC）。此外，DES還可通過“一鍋法”的制備策略實現納米纖維素的功能化改性（涵蓋酯化、陽離子化和接枝改性），這極大地簡化了傳統納米纖維素改性體系的復雜工藝，有效克服了傳統方法的工藝流程和環境友好的關鍵限制，為改性納米纖維素提供了更環保、更高效的途徑。同時，在復合凝膠、彈性體和膜材料中顯著增強了其機械性能、穩定性和分散性，并對該領域在規模化生產及高性能先進材料的未來發展方向進行了概述。

該成果為DES體系下纖維素的高效納米分散、功能化改性和高值化應用提供了全新的視角和科學支撐，同時強調了DES體系在纖維素從制備到應用全過程下的積極作用，是綠色溶劑和生物質材料高值化利用相結合的重要進展，為相關領域的研究與實踐注入了新的活力。