DOI:10.1016/j.matdes.2020.109274

这项工作首次报道了纤维素纳米纤维薄膜在190℃下暴露5h后具有极高的热稳定性，这是柔性电子设备设计和制备中所需的阈值。柔性纤维素纳米纤维在环境条件下暴露10年后的长期耐久性验证了其在长期工作条件下的寿命。经证实，抑制木质素或无木质素纤维素的醌型氧化反应途径和热降解是增强纤维素纳米纤维基体热处理并延长其能源器件使用寿命的两条基本途径。这项工作的主要亮点之一是首次验证了由纤维素纳米纤维基材制成的发光器件具有较长的使用寿命，同时在环境条件下可连续照明达10年之久。这种柔性基材的独特耐久性在柔性照明、能源和传感设备中具有广阔的应用前景。

图1.CNF薄膜和柔性OLED器件的制备示意图。

图2.（a）CN，（b）KN和CTMN CNF的原纤化纳米纤维素的TEM照片。比例尺=200nm。

图3.（a）在烤箱中于190℃加热5h之前和（b）之后，热氧化反应对CN、KN和CTMN CNF膜外观的影响。将（c）一个柔性装置原型和（d）一个相当于10年大气老化（无周末运行）的原型装置老化10年期间热氧化反应的影响进行了比较。

图4.（a）热暴露前的CN、KN和CTMN CNF膜以及热暴露后的CNtr、KNtr和CTMNtr CNF膜的FTIR光谱。（b）CNF膜和基于KN CNF膜的CNF膜复合材料在可见光波长范围内的透光率。

图5.由a）CN，b）KN，c）CTMN制成的纤维素纳米纤维薄膜的热氧化反应结果与时间、暴露温度、亮度（L*）和总颜色变化（ΔE*ab）的关系。

图6.使用时间-温度变化因子（aT）得出由a）CN，b）KN，c）CTMN制成的CNF薄膜在Tref=80℃时叠加后的最佳拟合回归曲线。（▲-80℃，♦-120℃，●-160℃，■-190℃，●-回归曲线）；使用时间温度叠加原理和aT得出由d）CN，e）KN，f）CTMN制成的CNF薄膜的总颜色变化（ΔE*ab）Arrhenius图。

图7.KN-CNF膜在不同温度下的R2拟合性能；TTSP、零阶和一阶反应之间的比较（▲-L* TTSP；●-∆E*ab TTSP；♦-L*零阶；♦-∆E*ab零阶；●-L*一阶；■-∆E*ab一阶反应）。

图8.根据老化10年的柔性设备的真实数据和KN最佳拟合曲线预测原型的性能（▲-80℃，♦-120℃，●-160℃，■-190℃）。