纖維素作為一種重要的天然高分子材料，已被廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、生物材料等多個領(lǐng)域。然而，纖維素在常見溶劑中的溶解性較差，這極大地限制了其在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的纖維素溶劑，如N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)/水和二甲基乙酰胺(DMAc)/氯化鋰(LiCl)，雖然在一定程度上能夠溶解纖維素，但它們的使用往往伴隨著復(fù)雜的工藝和環(huán)境問題。因此，尋找一種高效、環(huán)保的纖維素溶劑成為材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。

離子液體(ILs)因其獨特的物理化學(xué)性質(zhì)，如低揮發(fā)性、高熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的溶劑能力，近年來受到廣泛關(guān)注。特別是，某些離子液體能夠有效地溶解纖維素，為纖維素的加工和改性提供了新的可能性。研究表明，離子液體的溶解機(jī)制主要涉及兩個階段：首先，溶劑分子滲透到纖維素晶體之間，引起纖維素的膨脹；其次，通過形成電子供體-受體復(fù)合物，進(jìn)一步破壞纖維素分子間的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)纖維素的溶解。

盡管離子液體在纖維素溶解方面展現(xiàn)出巨大的潛力，但其具體的溶解機(jī)制和界面相互作用仍不完全清楚。特別是，離子液體在纖維素表面的鋪展和潤濕行為，以及這些行為如何影響纖維素的溶解和加工過程仍需深入研究。理解這些界面相互作用的細(xì)節(jié)，不僅有助于優(yōu)化纖維素的加工工藝，還能為設(shè)計更高效的纖維素溶劑提供理論依據(jù)。

基于以上考慮，奧地利格拉茨工業(yè)大學(xué)的Stefan Spirk團(tuán)隊通過實驗和理論模型，深入探討了離子液體在纖維素表面的鋪展動力學(xué)，揭示了影響這些相互作用的關(guān)鍵因素，并提出了具體的吸附-脫附機(jī)制。

原文鏈接：

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0144861725001377

原文作者：

Lukas Pachernegg-Mair, Jana B. Schaubeder, Carina Waldner, Anna Mayrhofer, Markus Damm, Roland Kalb, Anna Maria Coclite, Ali Khodayari, David Seveno, Ulrich Hirn, and Stefan Spirk

DOI: 10.1016/j.carbpol.2025.123356