《中国造纸学报》编辑部 -->纤维素基智能与传感材料

纤维素纳米晶体基智能手性光子材料的研究进展

郭佳旭，康道斌，罗晓东，左睿，李德强 — 2026/9/24 0:00:00

纤维素纳米晶体（CNC）具有独特的纳米尺寸与高表面能，借助蒸发诱导自组装等工艺可构筑手性向列相（胆甾相）光子晶体材料，在智能传感、防伪领域具备良好的应用潜力。然而，组装速率不足、微观结构调控精度较低、功能改性体系单一等缺陷，限制了CNC基智能手性光子材料的应用场景。本文以“制备工艺-微观结构-宏观性能”构效关系为主线，系统归纳CNC手性向列相演变规律与关键影响因素，深入阐释分子插层产生的能量耗散机制、电荷屏蔽效应，以及2种作用对CNC基智能手性光子材料力学强度、色彩响应性能的调控机理；同时总结多参数协同优化以克服现有技术局限的可行思路，为CNC基智能手性光子材料在柔性穿戴、智能包装领域的工业化研发提供理论支撑。

纳米纤维素基传感器的制备与研究进展

蔡萍萍，吴鲁，黄灵芝，贾文超，石海强 — 2026/9/24 0:00:00

纳米纤维素具有良好的结构可设计性和界面调控能力，在柔性传感领域展现出广阔的应用前景。本文综述了机械法、化学法和生物合成法等纳米纤维素制备策略，分析不同制备方法对纳米纤维素基材料结构及传感性能的影响；重点总结其在应变、压力、湿度和气体传感器中的应用，并讨论与碳基材料、MXene、导电聚合物及金属氧化物等功能组分的复合机制。进一步比较膜、水凝胶和气凝胶等结构的纳米纤维素基传感器的性能特点，归纳材料组成、微观结构与传感性能间的关系，并对其稳定性、规模化制备及智能化发展方向进行展望。

纸基现场快速检测材料的应用研究进展

张雪，肖贵华，江骁雅，陈雪梅，李丽君，杨光照，高杰，杜秀，杜凡 — 2026/9/24 0:00:00

现场快速检测（POCT）技术融合现代分析化学与生物传感技术，能够在采样现场完成样本的即时检测分析并快速输出检测结果，是一类新型分析检测技术。纸基材料具备成本低廉、环境友好、生物相容性优异、可加工性强等突出优势，是构筑POCT平台的理想基材。本文系统梳理纸基POCT材料的分类体系，从传感原理设计、基材制备工艺、基材与功能材料筛选、检测体系构建等多个维度，综述纸基POCT材料在食品安全检测、环境污染物监测、临床医疗检测、公共安全筛查领域的最新研究进展。此外，深入剖析现阶段纸基POCT材料在研发与产业转化过程中存在的核心技术瓶颈与实际挑战，展望该领域未来的核心研究方向和发展趋势，包括纸基POCT材料结构调控，以及工业化生产线搭建等。

聚吡咯/纤维素纳米纤维复合物改善导电凝胶的性能研究

赵玲俊，刘雨婷，韩孝琴，丁大永，张凤山 — 2026/9/24 0:00:00

本研究以氯化胆碱/乙二醇低共熔溶剂（DES）、丙烯酰胺（AM）、聚吡咯/纤维素纳米纤维复合物（PPy/CNF）及单宁酸为原料，制备兼具优异力学性能、导电性能、抗冻性能、黏附性能与应变传感性能的复合导电凝胶DES-PPy/CNF-PAM，重点探究PPy/CNF的质量分数对复合导电凝胶的性能影响。结果表明，当PPy/CNF质量分数为1.5%时，复合导电凝胶综合性能最优，其断裂应变可达910%，室温电导率为1.234 S/m，分别是未添加PPy/CNF的凝胶的3.8和4.8倍；同时，此复合导电凝胶对多种基质具有优异的黏附性能，且具有可靠的应变传感性能，在-40 ℃低温环境下仍可维持良好的柔韧性与稳定的导电能力。

纳米纤维素/锌离子对聚乙烯醇基复合导电水凝胶性能的影响

王昱康，李康杰，李通，王全亮 — 2026/9/24 0:00:00

本研究以聚乙烯醇（PVA）为基体，引入TEMPO氧化纤维素纳米纤丝（TOCNF）、明胶（GEL）、乙二醇（EG）及硫酸锌，通过循环冻融法制得抗冻、保湿、导电的Zn²⁺交联TOCNF复合PVA水凝胶，并探究组分及工艺对其结构与性能的影响；以该水凝胶制备应变传感器，考察其低温下的实际应用效果。结果表明，TOCNF通过氢键作用促进PVA微晶域形成、发挥纳米增强效应，Zn²⁺通过配位交联与盐析作用，使Zn²⁺交联TOCNF复合PVA水凝胶形成均匀致密的多孔网络和离子传输通道，机械性能与导电能力显著提升。当PVA含量15%、TOCNF质量分数4%、1 mol/L ZnSO₄溶液浸渍8 h时，制得水凝胶P15C4GEZ1的综合性能最优，其拉伸强度和离子电导率达2.14 MPa和2.27 S/m，分别较未添加TOCNF的水凝胶提升约95%（1.10 MPa）和82%（1.25 S/m），较浸泡0.0625 mol/L ZnSO₄溶液的水凝胶（0.51 S/m）提高345%，且在-20 ℃下，离子电导率仍保持2.12 S/m，兼具优异抗冻性、保水性与热稳定性。基于该水凝胶的应变传感器在宽应变范围内响应稳定，应变灵敏系数2.21，经1 000 s循环拉伸信号无明显失真，可实现人体多关节运动的精准监测。

纤维素基荧光纸传感器的构建及其对Fe³⁺的现场快速检测

薛嘉成，史纪元，鲁世键，杨秋林，霍丹 — 2026/9/24 0:00:00

本研究以胍基乙酸（GAA）与柠檬酸（CA）为原料，通过脱羧-脱水-缩聚反应形成扩展π-共轭结构的荧光共轭物（GCF）；GCF利用其表面羧基将纸浆纤维的羟基酯化，以得到的GCF改性纸浆抄造制备荧光纸（GCF-纸），以获得固定化Fe³⁺荧光探针平台。结果表明，GCF的最优制备条件为GAA与CA物质的量比1∶3、反应温度140 ℃、反应时间60 min，其可在激发波长365 nm下发出青绿色荧光，0.1 mg/L的Fe³⁺即可使GCF荧光猝灭，而对Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Al³⁺等几乎无响应，其高灵敏度满足GB 5749—2022《生活饮用水卫生标准》中Fe³⁺含量检测的限值（0.3 mg/L）要求。GCF-纸的最佳制备条件为酯化温度80 ℃、酯化时间60 min，与未改性纸相比，其力学性能差异较小（<5%）。此外，红外光谱表征结果表明，Fe³⁺导致GCF-纸荧光猝灭归因于“络合-电子转移”机理。