综述：用于可持续功能性纺织品和设备的纤维素纤维

纤维素纤维通过胶体和溶液纺丝策略实现高性能功能材料制备，调控聚合度、结晶度等结构参数影响机械、电/热性能，应用于电磁屏蔽、传感器等领域，未来需标准化工艺和循环策略。

　　

摘要

纤维素纤维正成为高价值功能性材料的可持续构建模块，它们结合了可再生来源、低密度、可调化学性质以及可扩展的纺丝工艺。本文采用了一种“从设计到应用”的框架来组织这一领域，将原料选择和预处理与前体配方、可纺性以及多尺度结构形成联系起来。研究了两种互补的纤维纺丝策略：一种是胶体法，其中纳米纤维素及其衍生物浆液被组装成渗透网络；另一种是溶液法，纤维素溶解在更环保的溶剂系统中，同时精确调控其再生、拉伸和结晶过程。在这两种方法中，都提炼出了影响可加工性和性能的定量结构因素，包括聚合度、结晶度、长宽比、表面电荷、松弛时间和凝聚动力学。进一步分析了流场、凝胶化与相分离以及后处理过程在决定纤维取向、孔隙率、界面耦合和缺陷分布方面的作用。这些结构因素决定了纤维的机械强度、电学和离子传输性能、热传导与辐射特性以及响应行为。最近的研究进展涵盖了电磁干扰屏蔽纺织品、柔性可穿戴传感器、能量存储与转换纤维、热管理与辐射冷却技术以及生物医学平台等领域，重点关注了性能目标、设备集成以及在实际使用条件下的耐久性。最后，本文指出了关键优先事项，包括建立标准化的可纺性评估指标和在线诊断系统、实现溶剂和试剂的循环利用、开发数据驱动的放大工艺流程图，以及实施将纤维素纳入闭环系统的生命周期管理策略。总体而言，这些观点旨在加速纤维素纤维从可持续替代品向下一代功能性纺织品和设备的首选材料的转变。

图形摘要