作为一种绿色可持续的新兴材料，纤维素基离子凝胶在储能装备和可穿戴设备等领域具有巨大潜力。然而，目前开发的纤维素基离子凝胶制备步骤复杂且机械性能较差，限制了其在实际场景中的应用。因此，开发出具有多功能性，优异机械性能及易于制造的纤维素基离子凝胶仍是一项巨大挑战。

近日，天津大学和加拿大滑铁卢大学的研究团队联合研究利用离子液体（IL）部分溶解纤维素纳米晶（NCC）和聚合物网络结合的策略，制备了具有强机械性能，形状记忆功能，热响应刚性及导电性转变的纤维素纳米晶离子凝胶。

具体来说，IL中的离子能够破坏NCC内部氢键，将NCC溶解成纤维素分子链。通过控制IL处理NCC的温度和时间，可得到部分溶解的NCC (PS-NCC)。PS-NCC具有多尺度的结构：分子尺度上的被溶剂化的纤维素分子链，以及纳米尺度上的未被溶解的具有高度结晶的区域。且PS-NCC 在IL中具有良好的分散性，使得PS-NCC在离子凝胶中的负载量可以高达 60 wt%。所构建的PS-NCC离子凝胶具有优异的机械性能，可以实现高杨氏模量（44 MPa），强韧性（~34 kJm-2）和高拉伸性（~870 %），与其他已报道的纤维素基离子凝胶相比具有明显优势。

PS-NCC离子凝胶还具有热响应的刚性及导电性可变功能，能够组装成热响应抓手以及温度报警装置。并且该离子凝胶的前驱体溶液具有剪切变稀特性，能够利用3D打印出复杂的图案和结构。此外，离子凝胶中的IL可以通过溶剂交换来实现回收，且离子凝胶可以被自然环境中的土壤降解，进一步丰富了其实用性和可持续性。

据悉，该研究以“Multifunctional Nanocrystalline Cellulose Ionogels Toward Tough and Sustainable Materials”为题发表在Cell Reports Physical Science上。

（来源：高分子科学前沿）