室温磷光（RTP）材料在防伪、信息加密、生物成像与智能显示中具有应用价值。有机 RTP 通常依赖刚性环境抑制非辐射跃迁：晶体堆积、主客体限域或聚合物玻璃化都可延长三重态寿命。传统有机磷光体多来自石油基原料，合成路线复杂，且难以与增材制造工艺兼容。
生物质路线具备原料可再生、成本低的优势，木质纤维素本身富含羟基，可通过氢键形成刚性网络。但把天然木粉直接用于直写存在明显障碍：纤维尺寸大且分布宽，浆料难以稳定挤出；成型后孔隙率高，孔洞成为氧扩散通道，余辉迅速衰减。因此，如何在保持生物基属性的同时获得可打印性与磷光性能，是这一方向的核心矛盾。
研究通过羧甲基化反应在天然木质纤维素基质上接枝羧基官能团，制得 CX-Wood 前驱体。结构表征揭示羧基引入带来两个并行的结构变化：其一，纤维素微纤丝的晶格发生部分畸变，结晶完整性下降但分子链排列更紧密；其二，氢键网络密度提高，超分子结构刚性增强。
这两点共同构成有利于三重态稳定的刚性环境。晶格畸变增加了分子间的紧密堆积与空间限域，氢键网络则抑制了分子链段的转动与振动，降低非辐射弛豫速率；同时致密的结构阻滞氧分子向内扩散，减轻氧淬灭。三者叠加，使 CX-Wood 在常温常压下表现可观测的余辉。
同一化学修饰还改变了流变行为。羧基赋予木质纤维素亲水性与电荷排斥，使颗粒在水中更易分散；分子链间的物理交联提供屈服应力与触变恢复能力，使浆料在挤出时流动、沉积后定型。换言之，羧基在光学与工艺两个维度上同时起作用，这是该体系区别于"先合成磷光体、再配墨水"两步路线的关键。
图1｜CX-Wood 的制备路径（对应原文 Fig. 1）
XPS 高分辨 C1s 谱显示，改性后羧基相关组分显著增强，证实接枝反应发生。磷光光谱对比表明，CX-Wood 的发射特征与未改性木质纤维素存在明显差异，说明发光并非来自吸附的外源染料，而是源于改性后超分子骨架本身的三重态发射。
机理研究进一步把发光行为与结构参数关联：晶格畸变程度、氢键密度与余辉强度之间存在一致的对应关系。改性条件不足时，氢键网络疏松、刚性不够，余辉微弱；改性过度则晶格破坏严重、发光中心减少，余辉同样下降。因此存在一个最优改性窗口，其本质是"刚性"与"有序度"之间的平衡。
图2｜CX-Wood 的室温磷光发射（对应原文 Fig. 2）
CX-Wood 墨水为水性体系，无需有机溶剂，这在环保与操作安全上均有优势。流变测试显示其黏度随剪切速率上升而下降，呈典型剪切变稀；在低剪切下具备足够的储能模量以维持结构，在高剪切下可顺利通过细内径喷嘴。
打印保真度是该体系的亮点之一。木粉基浆料常见的缺陷是出料不连续与线条边缘毛糙，根源在于颗粒尺寸与分散状态；羧甲基化后颗粒分散改善、屈服应力适中，使沉积细丝的截面规整、层间结合紧密，复杂架构得以稳定成形。
研究打印了架构复杂的三维构件，成型后在暗场下可观察到明显余辉，说明磷光性能在经历配墨、挤出、沉积与干燥全过程后仍得以保留。这一点对该类材料尤为关键——许多磷光体系在溶液加工后因分子堆积被破坏而丧失发光，而 CX-Wood 的刚性骨架在成形后反而更加致密。
潜在应用方向包括防伪标识、信息加密与智能包装。由于余辉强度与结构参数相关，构件的三维几何本身可承载信息，配合余辉的时间衰减特征，可形成多重编码维度。
既有生物质磷光材料多采用两种策略：一是把发光体掺杂进纤维素、木质素或淀粉基质中，依靠基质刚性抑制非辐射跃迁；二是对木质素进行化学改性，利用其芳香结构作为发光中心。前者的问题是掺杂不均匀与相分离，长期使用中发光分子易迁移、析出；后者则受限于木质素结构的复杂性，发光波长与效率难以精确调控。
CX-Wood 的差异在于让基质本身成为发光体。羧基接枝改变了木质纤维素的电子结构与堆积方式，余辉来自改性骨架的三重态发射，而非外源掺杂。这一路径避免了相分离问题，也使材料的加工性与发光性能绑定在同一结构上——成形过程中的致密化反而有利于余辉。
代价是调控维度变少。掺杂体系可通过改变掺量独立调节发光强度，而此处只能通过改性程度在刚性、有序度与发光中心数量之间取折中，工艺窗口相对狭窄，对反应条件的均匀性要求更高。对规模化生产而言，这意味着羧甲基化的温度、时间与碱浓度必须严格控制，否则批次间的余辉差异会直接影响产品一致性。
该工作最值得借鉴之处，是把"功能化"与"可打印化"合并为同一化学步骤。常规思路是分别优化发光性能与流变性能，两者往往相互牵制；此处羧基同时承担氢键给体与分散助剂两种角色，使两项指标同向改善。对浆料开发而言，这提示官能团设计可以同时服务于光学、力学与流变三个目标。
从设备角度看，水性生物质浆料的固含量通常偏低，干燥收缩大，打印厚件时易开裂。控制层间干燥程度、匹配打印速度与干燥速率，是这类体系稳定成形的关键。此外，木粉颗粒的粒径分布直接影响喷嘴选型：粒径与内径之比过大时堵塞风险上升，需在配方端做分级或研磨预处理；若追求更高的固含量，则须同步提高分散剂效率，否则剪切变稀的临界剪切速率会上移，超出常规挤出系统的可用区间。
从原料端看，该路线对木材的组分差异较为敏感。木质素与半纤维素的相对含量随树种、产地与生长部位变化，直接影响羧甲基化反应的取代度，进而改变刚性超分子网络的致密程度与三重态发射强度。若以天然木粉为起始原料而不做批次分级，余辉亮度与持续时间会出现可观测的离散。可行做法是在改性前建立组分指纹，据木质素含量与灰分调整碱浓度与反应时间，把取代度控制在窄区间内。
加工侧的另一约束来自干燥与固化。水性墨水成形后需脱除水分，干燥速率过快会引起收缩不均与开裂，过慢则造成细丝塌陷与层间融合；同时水分子的存在会猝灭三重态，若干燥不彻底，余辉强度会显著低于干态标定值。这要求打印后的干燥制度与结构几何协同设计，薄壁与细柱部位尤需控制温升速率。
图3｜磷光机理研究（对应原文 Fig. 3）
图4｜CX-Wood 的直写打印性能（对应原文 Fig. 4）
该研究通过羧甲基化在天然木质纤维素上接枝羧基，同时实现晶格畸变与氢键网络加密，构建有利于三重态稳定的刚性超分子结构，使 CX-Wood 具备可观测的室温磷光；羧基还同步优化了墨水触变行为，形成可直写的水性磷光墨水，成功打印出架构复杂、余辉可视的三维构件，为生物基磷光材料的增材制造提供了单步功能化的设计范式。
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