凝胶作为一种引人注目的软材料，在软执行器，多功能性电子学和生物医学传感器中显示了它的巨大应用潜力。然而，大多数凝胶材料性能单一、刻板，无法适应多变的场景和特定需求。针对以上问题，东北林业大学王成毓/杨海月团队受到肌有软硬转换的这种生物行为的启发，报道了一种热力学可控和刚度转化的纤维素/水合盐凝胶。所获得的纤维素/水合盐凝胶具有动态可调的微观结构，通过结晶-熔化转换表现出优异的刚度可切换状态（32.38 ~ 0.02 MPa），以及可调的透光率（41.59% ~ 93.43%）。此外，这种纤维素/盐凝胶具备优秀能力的热可控性能。相关工作近日以“A Cellulose Salt Gel with Mechanical Transformation and Thermal Control”为题发表在《

  通过水合乙酸钠模拟生物体内的盐响应信号，制备的纤维素/盐凝胶具有独特的间歇性热释放特性和双稳定的可切换固态模式。三水合乙酸钠（SAT）的相变使得凝胶具有可切换特性。外来刺激诱导的结晶增强了凝胶的机械性能。同时，过饱和水凝胶的相变过程还伴随着能量交换。此外，淀粉被用来赋予纤维素盐凝胶自愈特性，从而模仿生物体中负责修复和再生的糖蛋白。纤维素的加入确保了纤维素盐凝胶的形状稳定性，模拟了自然界中植物中纤维素提供的结构支持和稳定性。

  对于这种纤维素盐凝胶，由于高能量势垒(图1b)，过冷的SAT在PAM/SA/CNF基质中保持过冷状态，这保证了能量的长期储存，并为按需释放能量奠定了基础。当需要热量时，能够最终靠诱导成核促进结晶，从而释放能量。沾水的剪刀可以可以中止结晶的同时不会重新诱导成核，从而防止在接触剪刀的区域形成新的晶核。此外，由于熔融-结晶转变，纤维素/盐凝胶在低力学模量(0.03 MPa)、自愈、高透明度(透光率:93.43%)、光滑(粗糙度:0.04 μm)的熔融状态和高模量(32.38 MPa)、不透明(透光率:41.59%)、粗糙(粗糙度59.73 μm)的刚性状态之间可逆切换。此外，纤维素盐凝胶便于大规模制备和可重复使用(图1c)，在满足当今日渐增长的小型化需求和各种应用场景(如温差发电、可穿戴电子科技类产品)的性能提升方面表现出良好的应用前景。

  综上所述，我们开发了一种由过冷熔融盐和PAM/SA/CNF凝胶基体组成的可切换机械性能和热可控的纤维素/盐凝胶。在分子水平上相互作用的组分的协同作用使我们也可以利用SAT的相变和亚稳态特性。因此，这种智能凝胶表现出惊人的和不寻常的材料特性。通过对储热放热过程进行动态控制，实现了储热放热可控，刚度(32.38 MPa和0.02 MPa)、透光率(41.59%和93.43%)、粗糙度、氢键和微观结构的可调性。其中，淀粉糊化形成的大量氢键使凝胶拥有非常良好的自愈合性能。并且基于SAT的纤维素/盐凝胶制备方式简单，适合大规模制备此外, 智能纤维素/盐凝胶在可控温差发电方面具有广阔的应用前景。

  东北林业大学材料学院硕士研究生刘一繁与博士研究生周加左为该论文的共同第一作者，王成毓教授和杨海月教授为该论文的共同通讯作者。

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