纤维素纤维正实现从传统纺织材料向高附加值功能材料的跨越，其兼具原料来源广泛、密度低、表面化学可调、可通过多种纺丝工艺连续制备的核心优势，为可持续功能纺织品与器件的产业化应用提供了关键材料支撑。

近期，天津科技大学司传领教授、徐婷教授、刘坤团队与东华大学相恒学研究员团队合作发表综述。文章系统梳理了纤维素功能纤维从原料预处理到胶体纺丝、溶液纺丝的关键技术路线，总结了影响其可纺性的核心因素及对纤维取向、孔结构、界面与缺陷的调控作用，归纳了其在电磁屏蔽、可穿戴传感、储能与能量转换、热管理等领域的代表性进展，并展望了其面向智能纺织与器件应用的关键突破点与发展机遇。相关研究内容以“Cellulosic Fibers for Sustainable Functional Textiles and Devices”发表在《Advanced Fiber Materials》期刊上。

图1 纤维素纤维的原料、制备方法、结构特征、性能与应用。

面向智能纺织与柔性器件，纤维素功能纤维正从传统再生纤维迈向导电、传感、储能与热管理等多场景应用。该综述围绕纤维素纤维从原料到纺丝、再到结构与性能的内在关联展开，强调从源头把控前驱体状态，并在纺丝与后处理环节实现可重复、可放大的结构调控。文章整体框架如图1所示，覆盖原料、制备路线、结构特征与应用方向。

图2 纤维素层级结构与典型预处理对前驱体特征的影响。

文章从纤维素的层级结构出发，指出不同来源与解构路径会直接改变聚合度、结晶度、长径比与表面化学，从而影响分散稳定性、剪切变稀行为与凝固响应（图2）。原料差异决定前驱体的流变区间与凝固敏感性，是后续稳定纺丝与结构一致性的前提。

图3 胶体纺丝。

在制备方面，文章归纳了胶体纺丝与溶液纺丝两条主线（图3，图4）。胶体纺丝侧重在固含、长径比与电荷调控下获得可挤出凝胶，并通过凝固浴中的离子交换、脱溶与网络固化实现形状锁定；溶液纺丝则依赖溶解体系与再生动力学，在分子尺度重建链间作用并形成连续纤维。

文章进一步梳理了取向、孔结构、界面结合与缺陷的协同关系。对胶体体系而言，凝胶化程度、纤维内外扩散与后处理牵伸共同决定取向梯度与致密外层的形成；在再生体系中，通过相分离与溶剂交换可有效构筑多级孔结构，在保证高效传质通道的同时，维持材料良好的力学性能。特别是在同轴与多通道体系中，界面粘结与凝固收缩会放大应力集中，进而影响空腔、皮芯结构与界面连续性。取向提供强度，孔结构提供传质与功能位点，界面决定长期可靠性。

图4 溶液纺丝。

应用方面，文章系统总结了纤维素功能纤维应用的代表进展：

电磁屏蔽方向强调导电网络的连续性与厚度、孔结构对吸收损耗的贡献，以及织物化后的透气与耐洗需求。

柔性与可穿戴传感方向关注应变传递路径、滞后与漂移来源，并讨论了导电相与纤维素骨架的协同。

纤维储能与能量转换方面，文章总结了纤维电极在电子与离子通道耦合上的优势，并展示了超级电容器与电池等结构化器件的集成方式。

热管理与辐射冷却方向则强调孔结构、表面光谱响应与织物层级结构对传热路径的调控。

面向环境与生物医用领域，该文揭示了通过调控纤维微结构，实现高效传质、可控负载及界面润湿调节的可行路径。

结论

纤维素功能纤维已形成从原料解构、前驱体流变控制到纺丝凝固与后处理协同的系统方法，但从实验室走向规模化仍受制于一致性与成本约束。未来需要优先推进标准化评价体系与面向实际应用场景的测试，建立在线监测与过程控制以降低批次波动，同时将溶剂回收、能耗与终端回收处置纳入同一制造链条进行优化。通过材料、纺丝工程与纺织制造的协同攻关，纤维素功能纤维有望在智能纺织与器件集成中实现更高水平的可靠应用。

原文信息：

Liu, K., Du, H., Xu, T. et al. Cellulosic Fibers for Sustainable Functional Textiles and Devices. Adv. Fiber Mater. (2026). https://doi.org/10.1007/s42765-025-00673-z