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朱美芳院士團隊，最新Matter綜述！

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朱美芳院士團隊，最新Matter綜述！
第一作者：Fuyao Liu, Liang Pan, Yifan Liu
通訊作者：朱美芳，朱麗萍，周哲
通訊單位：東華大學
論文速覽
近年來，生物基纖維（biobased fibers）作為可再生和可生物降解材料展現出巨大的應用潛力。傳統上，生物基纖維是通過棉花、絲綢等簡單的紡絲天然纖維來生產，但隨著現代技術的發展，可通過綠色溶劑提取和生物技術大規模生產生物質原料和單體。利用濕法、電紡和熔融紡絲技術，可以制造出各種功能性的生物基纖維，極大推進了可再生生物基和生物合成纖維的發展。這些纖維在功能性紡織品、生物材料、能源存儲和可穿戴技術等領域有廣泛的應用。
本文提供了全面的視角，涵蓋資源提取、纖維生產和最終應用，旨在促進跨學科的靈感和合作，加速生物基纖維的利用。未來，生物基纖維有望逐步取代傳統的石油基纖維，推動社會走向更綠色、更可持續的發展路徑。
圖文導讀
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圖1：生物基纖維的發展歷程，包括聚乳酸（PLA）、聚酰胺（PA）、聚三亞甲基對苯二甲酸酯（PTT）和聚羥基烷酸酯（PHA）等。
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圖2：生物基纖維的發展、分類和制造過程，包括生物基天然纖維、生物基再生纖維和生物基合成纖維。
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圖3：提高生物基天然纖維性能的方法
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圖4：基因編輯在制備生物基天然纖維中的應用
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圖5：各種生物材料的分子結構和從傳統材料中提取關鍵成分的過程
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圖6：濕紡工藝的原理圖和溶劑類型及拉伸過程對生物基纖維形成的影響。
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圖7：電紡設備示意圖和影響電紡過程的因素
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圖8：不同方法用于生物基纖維形成的示意圖
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圖9：生物基再生纖維通過物理加工和表面處理的后處理方法的示意圖
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圖10：各種扭曲生物基再生纖維在仿生組織工程中的應用
總結展望
本文全面綜述了生物基纖維的發展歷程、提取加工方法、創新加工技術、廣泛的跨學科應用以及面臨的挑戰。特別是，作者提供了對生物基單體合成和提取方法、生物聚合物的聚合動力學、流變學和結晶動力學在生物基合成纖維的制造和加工中的深入討論。通過調整相融合程度，可以在不犧牲容量的情況下顯著提高循環穩定性。
本研究為分析復雜多相系統中的結構演變提供了一種多技術集成的方法，并為通過調節相融合程度來設計和優化復雜的層狀正極材料提供了寶貴的見解。未來，隨著生物基纖維制備技術的進步，其在智能材料和可穿戴設備中的應用將不斷擴展，生物基纖維與傳感器和信息處理單元的集成將實現多樣化的健康監測和環境檢測。
文獻信息
標題：Biobased fibers from natural to synthetic: Processing, manufacturing, and application
期刊：Matter
DOI：10.1016/j.matt.2024.04.006

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