木质素是全球储量第二丰富的可再生天然聚合物，仅次于纤维素，它作为石油基聚合物的可持续替代品在薄膜制造领域引起了广泛关注。当前研究主要集中于聚合物-木质素复合体系，但这些体系存在若干固有局限性。

木质素与大多数聚合物基质固有的不相容性通常需要进行化学改性或纳米级分散，这两种工艺往往涉及危险试剂并增加加工复杂性。此外，多组分复合体系使制造流程复杂化并阻碍规模化生产。

【生物基能源与材料】获悉，近日，广东工业大学陈理恒&邱学青团队报道了一种采用环保型水性γ-戊内酯（GVL）溶剂体系制备木质素基薄膜的绿色高效策略。

相关成果以“Eco-friendly fabrication of multifunctional lignin-based black films for sustainable agriculture”为题，发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上。

该方案利用GVL独特的溶剂化能力，可在室温下直接溶解工业木质素，从而避免化学改性或聚合物共混。其溶解机制通过π-π相互作用促进木质素分子链排列形成均相溶液。

与DMSO和NMP等传统溶剂不同，GVL不会引起过度溶剂化，从而保持天然木质素官能团（如羟基和羧基）的完整性和反应活性。这些可及的官能团在热固化过程中积极参与交联反应。

具体而言，双环氧交联剂与木质素活性位点发生开环反应，形成致密的三维醚网络结构，最终获得高性能热固性黑色木质素基薄膜。

木质素基薄膜材料制备工艺示意图

为验证GVL作为绿色溶剂的适用性，研究团队对不同溶剂制备的薄膜进行了对比分析。此外，系统研究了木质素含量和固化时间等关键参数对薄膜结构与功能特性的影响。通过综合表征机械性能、阻隔性能（气体、水蒸气）、耐水性、紫外-可见光透射率、光热转换效率、抗老化性和生物可降解性，证实该材料在农业黑色地膜应用中的潜力。

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