纳米纤维素的制备及应用

介绍了机械法制备微纤化纤维素(MFC)和化学法、生物法制备纳米微晶纤维素(NCC)及纳米纤维素在制浆造纸领域的潜在应用,并对纳米纤维素未来研究重点进行了总结。     

纳米纤维素的制备及其在造纸领域的应用

纳米纤维素具有来源广泛、生物相容、绿色环保、可再生等特点，具有的特殊纳米层级形貌赋予了其特殊的性质。本文简述了纳米纤维素的制备工艺，其中包括化学法、物理法、生物法和其他方法等，并总结了纳米纤维素作为纸浆添加剂、涂料和特种材料在制浆造纸领域的应用研究。     

纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域的研究进展

纳米纤维素具有高比表面积(150～250 m²/g)、大长径比、低密度(1.6 g/cm³)和优越的机械性能(弹性模量～150 GPa，高拉伸强度～7.5 GPa)等特性，在生物医学等领域有着广泛的应用。本文主要对近几年纳米纤维素基水凝胶的研究进展进行了归纳总结。首先介绍了纳米纤维素的制备方法，包括机械法、酸水解法、TEMPO (2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基)氧化法和生物法；其次列举了制备纳米纤维素基水凝胶的常用交联方法，包括物理交联和化学交联；最后重点介绍了纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域方面的应用，包括伤口敷料、组织工程和药物输送；此外，对纳米纤维素基水凝胶在生物医学领域的发展方向进行了展望。     

纤维素纳米球的制备及应用研究进展

纤维素纳米球（CNS）是一种新型的纳米纤维素材料，由于其比表面积大、粒径均匀、生物相容性好等性质而被应用于Pickering乳液稳定剂、医药、载体材料等领域。CNS可以由天然纤维素制备，再生纤维素和丝光纤维素也是制备CNS的重要原料。本文总结了CNS的制备方法，包括化学法、机械法和酶解法或这些方法的组合，探讨了不同制备过程的成球机理，并综述了CNS的应用。最后，展望了CNS未来的机遇和挑战。     

低共熔溶剂在纳米纤维素制备中的应用和研究进展

低共熔溶剂(DES)是由氢键供体和氢键受体混合而成的具有低熔点的混合物,作为一种绿色溶剂,DES在化学、材料、生物催化和生物质精炼等领域有着广泛的应用前景。由于DES可以使纤维素润胀,并减弱纤维素分子链之间的氢键结合,所以DES可以被应用于纳米纤维素的制备。而且DES容易回收和回用,可以使纳米纤维素的制备过程清洁、无污染。本文综述了DES法制备纳米纤维素的原理、工艺和研究进展,并讨论了DES法制备纳米纤维素需要注意的问题。     

纳米纤维素的制备策略及应用实践

纳米材料因其具有比表面积大、力学强度高、热性能好等独特优势,还具有原料可再生、产品可降解、生物相容性好等特点,因此成为研究的热点。对纤维素纳米晶体(CNC)、纤维素纳米纤丝(CNF)和细菌纳米纤维素(BNC)3种主要纳米纤维素的结构特征,不同纳米纤维素的制备策略作了介绍,结合纸基材料、复合材料、储能材料、医学材料等领域的发展现状,综述纳米纤维素在新兴领域的应用研究进展,并对纳米纤维素的未来发展趋势进行展望。     

甲酸水解法清洁制备纳米纤维素及其功能性应用和展望

纳米纤维素是一种绿色可再生的生物基纳米材料,由于其特殊的物化性质备受学术界和工业界的广泛关注。清洁高效的纳米纤维素制备方法的建立对实现其规模化生产和商业化应用尤为重要。本文主要综述了甲酸水解法清洁制备纳米纤维素的研究进展。与传统的无机强酸水解法相比,甲酸水解法制备纳米纤维素的主要优点包括：甲酸易回收和回用,可确保整个制备过程的清洁;甲酸在水解纤维素的同时,也与纤维素表面羟基发生反应,从而在纤维素表面引入酯基,同步实现纳米纤维素的制备与表面改性;通过反应条件的控制,可实现纳米纤维素形貌和性质的可控制备。此外,本文还概括介绍了甲酸水解法制备的纳米纤维素的功能性应用和展望。由于其特殊的表面性质,甲酸水解法制备的纳米纤维素在构建异质膜器件、Pickering乳液,以及橡胶和塑料复合材料加填等领域具有广阔的应用前景。     

生物质纤维素纳米晶须的制备及应用

纤维素是自然界中最丰富的具有良好生物降解性的高分子材料,为有效利用这种价廉物丰的绿色可再生资源,可以采用新技术在微观领域对纤维素分子进行重新组装和改性。现介绍生物质纤维素纳米晶须的制备方法和化学水解法的优缺点,将物理、生物和化学方法相结合,在纳米尺寸范围内制备纤维素晶须,创制出具有优异功能的新纳米级功能产品。生物质纤维素纳米晶须是纤维素科学的前沿领域和研究热点。     

纳米纤维素的制备及其在食品包装材料中应用的研究进展

纳米纤维素作为包装材料的填充成分,可以提高材料的力学性能和阻隔性能,并可改善复合材料的热学性能及降解性能。本文简要介绍了纤维素及纳米纤维素,重点阐述了纳米纤维素的制备方法（化学法、生物法和物理机械法等）及其在食品包装材料中的应用（保鲜及抗菌包装材料、活性包装材料和高阻隔包装材料等）。最后,对纳米纤维素在食品包装材料领域的研究发展方向进行了展望,以期为食品包装材料的发展提供理论支持。     

The Application of Cellulose Nanocrystals in Pickering Emulsion as the Particle Stabilizer(Online First, Recommended Article)

由固体颗粒稳定的Pickering乳液在食品、医药和化妆品领域受到越来越多的关注。具有高纵横比、可再生、可降解和生物相容性等特点的纤维素纳米晶体（CNCs）是一种出色的Pickering乳液稳定剂。综述纤维素纳米晶体的制备流程,重点介绍影响纤维素纳米晶体稳定Pickering乳液的因素,简要介绍CNCs稳定的Pickering乳液在食品中的应用,以期为纤维素纳米晶体的制备及其在Pickering乳液中的应用提供研究思路。     

纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附分离应用研究进展

纤维素基功能材料的产业化是传统造纸行业转型升级的重要发展方向。纳米纤维素基气凝胶是一种基于纳米纤维素制备而成的轻质固体材料,具有孔隙率高、比表面积大、低密度和可生物降解等优点,在吸附分离领域有广泛的应用。本文对纳米纤维素基气凝胶的制备方法进行了总结,探讨了制备过程对纳米纤维素基气凝胶结构的影响,综述了纳米纤维素基气凝胶在吸附分离领域中的应用进展,并展望了其应用前景。     

氨基纳米纤维素的制备及其抗菌应用研究进展

良好的生物相容性和可降解性使纳米纤维素成为一种绿色材料,并广泛用于食品和化工等领域,将纳米纤维素进行氨基化改性得到的氨基纳米纤维素保留了纳米纤维素的优点,而且纤维表面的正电荷还增加了材料的抗菌性能,可应用于生物医药等领域。本文从纳米纤维素的制备入手,探讨了几类常见的纳米纤维素在制备方法和形貌尺寸等方面的特征和差异;重点介绍了纳米纤维素的氨基化改性方法,包括常用的氨基化试剂和改性工艺;最后综述了氨基纳米纤维素的抗菌机理和在抗菌材料中的应用。     

纳米纤维素的制备及其在水凝胶领域的应用研究进展

纳米纤维素基水凝胶是一类将纳米纤维素和高分子聚合物有机结合的复合水凝胶,具有优异的吸水性、保水性,良好的力学性能、生物相容性和生物降解性,已被证明是具有广泛应用前景的功能性高分子材料。本文主要综述了纳米纤维素制备方法（如物理机械法、化学法、生物法和混合法）、纳米纤维素基水凝胶常用制备方法（包括物理交联法和化学交联法）及其应用领域（如食品包装、生物医药、污水处理和能源电子等）;最后通过对现有研究归纳总结,探讨当前影响纳米纤维素基水凝胶发展的主要问题,从性能、改性方法和应用领域等方面对纳米纤维素基水凝胶研究发展进行展望,以期为新型纳米纤维素基水凝胶的快速发展提供参考。     

纳米纤维素制备方法的研究现状

纳米纤维素由于其生物可降解性、低密度、高机械性能和可再生性而受到广泛关注。本文主要介绍了由木材或农业/林业剩余物生产的纳米纤维素的分类及制备方法,包括制备纤维素纳米晶体的无机酸水解法和酶水解法以及有机酸水解法、固体酸水解法、离子液体法、低共熔溶剂法和美国高附加值制浆法(American value added pulping,AVAP)等新型制备方法,同时介绍了制备纤维素纳米纤丝常用的预处理法和后续机械处理法,其中预处理法主要包括氧化、酶、有机酸、高碘酸盐氧化、低共熔溶剂、离子液体和溶剂辅助等多种预处理手段。最后分析了纳米纤维素的制备方法中亟待解决的问题,并展望了纳米纤维素的广阔应用前景。     

纤维素纳米化处理技术研究现状

纳米纤维素因具有可再生、易改性以及优异的机械性能,在众多领域具有广阔的应用前景。植物来源的纳米纤维素主要包括纤维素纳米晶体和纤维素纳米纤维,本文主要介绍了以农副产品为原料的纤维素纳米化处理技术及其分类,包括制备纤维素纳米晶体的经典无机酸水解法以及有机酸水解法、低共熔溶剂法和离子液体法等新型制备方法。此外,还介绍了制备纤维素纳米纤维常用的预处理手段和制备方法,预处理方法包括以2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基氧化为代表的氧化法预处理以及酶法预处理;制备方法包括高压均质、精细研磨、高强度超声和高压微射流等技术。最后,对现行纤维素纳米化处理技术中存在的问题进行综合分析,并探讨了其未来研究需求,以期为纳米纤维素的绿色高效生产提供理论参考。     

纤维素静电纺丝及其衍生纳米纤维在生物医学中的应用研究进展

纤维素具有生物相容性、生物可降解性和与其他物质的高亲和力等优点，通过静电纺丝技术将纤维素与其他聚合物进行混纺，可以获得具备生物降解性、生物相容性、低免疫原性和抗菌活性等多种性能的纳米纤维材料，非常适合生物医学应用。本文综述了近年来国内外通过静电纺丝制备纤维素及其衍生纳米纤维的研究进展，主要介绍了纤维素及其衍生纳米纤维在组织工程支架、伤口敷料、药物释放/传递领域、抗菌领域和医疗器械等领域的研究进展，分析了存在的问题并展望了未来的研究趋势。     

微纳米纤维素材料的微流控制备技术研究进展

为深入分析微流控技术制备微纳米纤维素材料的研究现状,促进其在各领域应用,综述了以纤维素及纳米纤维素为原料,以微流控技术为基础,结合快速冷冻法、原位界面络合法等技术,制备纤维素及纳米纤维素微球和微胶囊、纤维长丝、薄膜、微管、水凝胶的最新研究进展;针对微流控技术制备微纳米纤维素材料存在的挑战,提出了克服材料缺陷,提升微通道构建能力,探索技术结合方案的应对策略;展望了微流控技术在制备微纳米纤维素材料方面的发展前景,为微流控技术制备微纳米纤维素材料在材料科学、组织工程和再生医学等领域的应用提供参考。     

纳米纤维素增强树脂基复合材料的研究进展

纳米纤维素作为一种绿色环保、可再生的新型功能高分子纳米材料,由于其具有密度低、比表面积大、刚性大等诸多优点,近些年来被广泛应用于树脂材料增强领域。本文首先介绍了纳米纤维素的种类及特性并例举了其在国内外几类常见树脂增强领域中的应用研究进展,其次探讨了纳米纤维素增强复合材料制备的关键因素,为纳米纤维素在相关领域的进一步应用和发展提供了参考,最后展望了纳米纤维素作为树脂增强材料的发展前景。     

半纤维素基水凝胶制备方法研究进展

半纤维素是自然界中含量丰富的一类天然杂多糖,具有可再生、生物相容性好、可生物降解等特点,在水凝胶材料的制备领域逐渐受到关注。本文对近年来利用半纤维素制备水凝胶的化学和物理方法进行了概述,重点介绍了化学交联法中的自由基聚合成胶,在物理交联法中,对通过氢键、结晶、冻融等作用成胶进行了总结。此外,对半纤维素与无机纳米粒子混合制备有机/无机复合凝胶的研究进行了说明。最后,对半纤维素基水凝胶材料的应用前景进行了展望。     

纤维素基纳米复合材料在储能领域的应用研究进展

纳米纤维素是一种通过物理、化学或生物手段从原纤维材料中分离出的直径为纳米级的纤维素材料。因制备工艺的不同,纳米纤维素材料具有不同的性质特点,在未来储能领域具有更加广阔的应用前景。本文概述了近年来各类纳米纤维素基复合材料在储能领域的新进展（包括超级电容器、锂离子电池（LIB）、锂硫（Li-S）电池）,并展望了其发展前景。