木材纤维、甘蔗渣等原料通过部分脱木素、熔融共混和机械热压等简单工艺可直接加工成生物塑料，但存在能耗高和因界面结合差导致的力学性能不足等问题。

纤维素的有序线性链结构与木质素的芳香网络不仅保留其本征可持续性，更通过丰富的羟基、甲氧基等官能团提供交联位点，为制备高强度生物塑料奠定基础。但高结晶度或刚性苯环结构导致其脆性显著。

【生物基能源与材料】获悉，东北林业大学夏芹芹&于海鹏团队提出"三重互锁"策略，利用制浆造纸工业的纤维素与木质素制备兼具优异韧性和加工性能的CEL生物塑料，该材料韧性达110 MJ/m³，是直接共混CL塑料的44倍。

相关研究以“Ultratough, Processable Bioplastics Enabled by Triple Interlocking of Lignin and Cellulose”为题，发表在《ACS Nano》（IF 16）上。

研究团队通过精准调控酯化条件（时间/反应物比例），在材料中构建物理链缠结、交联酯键与致密氢键的协同互锁结构：物理缠结作为滑移链接防止应力集中，酯键与氢键维持网络完整性。该材料韧性达110 MJ/m³，是直接共混CL塑料的44倍（图1b）。

长链烷基取代基不仅赋予材料162℃的玻璃化转变温度（具备热诱导塑性），还提供约160%的湿态延展性，可通过简单热成型或水辅助工艺加工成复杂三维结构（图1c）。

室温酯化-浇铸工艺可实现米级规模生产（图1d）。这种长链酯共价互锁策略为开发可降解、可回收的高性能生物塑料提供了新思路，使其成为功能结构材料领域石油基塑料的可行替代品。

图1. 高性能CEL生物塑料的制备(a)通过物理缠结、酯键和氢键三重互锁策略构建CEL生物塑料的示意图(b)CL与CEL生物塑料的韧性对比，证明三重互锁策略显著提升力学性能(c)π型结构CEL生物塑料实物图(d)规模化生产的CEL生物塑料板材（200 cm×30 cm×0.02 cm）

原文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c06221

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