DOI:10.1016/j.matdes.2020.109274
這項工作首次報道了纖維素納米纖維薄膜在190℃下暴露5h后具有極高的熱穩定性，這是柔性電子設備設計和制備中所需的閾值。柔性纖維素納米纖維在環境條件下暴露10年后的長期耐久性驗證了其在長期工作條件下的壽命。經證實，抑制木質素或無木質素纖維素的醌型氧化反應途徑和熱降解是增強纖維素納米纖維基體熱處理并延長其能源器件使用壽命的兩條基本途徑。這項工作的主要亮點之一是首次驗證了由纖維素納米纖維基材制成的發光器件具有較長的使用壽命，同時在環境條件下可連續照明達10年之久。這種柔性基材的獨特耐久性在柔性照明、能源和傳感設備中具有廣闊的應用前景。
圖1.CNF薄膜和柔性OLED器件的制備示意圖。
圖2.（a）CN，（b）KN和CTMN CNF的原纖化納米纖維素的TEM照片。比例尺=200nm。
圖3.（a）在烤箱中于190℃加熱5h之前和（b）之后，熱氧化反應對CN、KN和CTMN CNF膜外觀的影響。將（c）一個柔性裝置原型和（d）一個相當于10年大氣老化（無周末運行）的原型裝置老化10年期間熱氧化反應的影響進行了比較。
圖4.（a）熱暴露前的CN、KN和CTMN CNF膜以及熱暴露后的CNtr、KNtr和CTMNtr CNF膜的FTIR光譜。（b）CNF膜和基于KN CNF膜的CNF膜復合材料在可見光波長范圍內的透光率。
圖5.由a）CN，b）KN，c）CTMN制成的纖維素納米纖維薄膜的熱氧化反應結果與時間、暴露溫度、亮度（L*）和總顏色變化（ΔE*ab）的關系。
圖6.使用時間-溫度變化因子（aT）得出由a）CN，b）KN，c）CTMN制成的CNF薄膜在Tref=80℃時疊加后的最佳擬合回歸曲線。（▲-80℃，?-120℃，●-160℃，■-190℃，●-回歸曲線）；使用時間溫度疊加原理和aT得出由d）CN，e）KN，f）CTMN制成的CNF薄膜的總顏色變化（ΔE*ab）Arrhenius圖。
圖7.KN-CNF膜在不同溫度下的R2擬合性能；TTSP、零階和一階反應之間的比較（▲-L* TTSP；●-?E*ab TTSP；?-L*零階；?-?E*ab零階；●-L*一階；■-?E*ab一階反應）。
圖8.根據老化10年的柔性設備的真實數據和KN最佳擬合曲線預測原型的性能（▲-80℃，?-120℃，●-160℃，■-190℃）。
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