具有光管理功能的高雾度高透光率材料一直是许多光电子器件的重要组成部分。目前常见的高雾度材料仍然以难以降解的合成高分子为主,例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等。电子垃圾引起的环境问题日益严重,因此从天然高分子出发,开发可生物降解的光管理功能材料受到广泛关注。本论文从米氏散射理论出发,深入理解材料高雾度、高透光率的本质属性,探寻制备高透明、高雾度材料的方法;并在此基础上设计和开发无机/高分子杂化、全天然组分、全纤维素组分的高雾度、高透光率材料。具体研究内容包括以下三个部分:(1)米氏散射体尺寸的确定光学材料高雾度、高透光率的本质原因是由于入射光在材料表面或材料内部发生散射,且散射类型以米氏散射为主。本章节从米氏散射理论深入分析理解材料高雾度、高透光率的主要因素。通过米氏散射理论中尺度数α的取值范围,确定可见光范围内米氏散射体的尺寸范围。利用尺寸确定的商品化二氧化硅微球与纤维素复合制备雾度光学膜,并对比了实验结果与理论结果。结果表明,复合膜光学数据的变化复合米氏散射的特点;通过调控二氧化硅微球的尺寸、掺入质量、及制备方法,最终获得了透光率>80%,雾度>93%的纤维素/硅球复合膜。相关结果为进一步制备全生物质高雾度、高透光率膜材料奠定了理论基础。(2)纤维素/壳聚糖全天然组分高雾度高透光率薄膜的制备基于上一部分的研究结果,利用可降解的天然聚合物制备光学雾度精确可控调节的高透光率(85%)纤维素/壳聚糖复合膜。实验研究表明,通过控制散射体(壳聚糖粉末)的尺寸和加入量,以及改变凝固浴和干燥过程,可以在较宽的范围内(1-93%)精确地调节复合膜的雾度,同时又能保持复合膜的高透光率。同时,本文直观地展示了纤维素/壳聚糖复合膜在隐私保护、防眩光、无主照明装饰新概念等方面的应用潜力和前景。另外,这种制备复合膜的方法与传统制备纤维素膜的方法如黏胶法相比,制备过程使用和产生的有害物质大大减少,符合绿色化学的核心理念。更重要的是,它与现有的大规模生产纤维素膜的自动连续生产线完全兼容,并且可以很容易地扩展到其他可降解的二元体系(如纤维素/木质素),这简化了新型可生物降解光学材料(特别是光学薄膜)的研发,同时也为纤维素基光学材料的大规模应用打开了大门。(3)全纤维素高雾度膜制备方法的探索本章通过控制温度调节离子液体溶解纤维素的能力,使纤维素部分溶解,其中溶解的纤维素充当基体材料,未溶解部分则保持纤维素原有颗粒形态,可以充当光散射体。通过此种方法,制备了透光率和雾度均高于80%的全纤维素组分的高雾度高透光率膜材料。同时,在本章工作中发现通过调控离子液体与共溶剂NN二甲基甲酰胺(DMF)的比例,可以使混合溶剂具备常温溶解微晶纤维素的能力。这对优化全纤维素高雾度、高透明光学膜的制备条件,以及常温溶解纤维素体系的开发都有非常重要的意义。