纤维素衍生物及纳米晶自组装制备功能材料的研究进展

自组装技术具有原理简单、操作便捷、易于调控等优点,在纤维素衍生物及纳米晶功能材料,包括药物缓释、电极柔性膜、电池、电容器等制备中得到了广泛应用。本文针对多种纤维素衍生物,如羧甲基纤维素（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）和羟丙基甲基纤维素（HPMC）和纳米纤维素（纤维素纳米晶体（CNC）、纤维素纳米纤丝（CNF）、细菌纤维素（BC））自组装制备功能材料的最新进展进行了综述,通过对比制备方法、性质及优缺点,为纤维素自组装新型材料的进一步研发和应用提供参考和指导。     

纳米纤维素作为药物载体的研究进展

药物载体(Drug Delivery)通常由高分子纳米材料构成,可以控制药物释放速率,实现药物靶向运输功能。纳米纤维素具有良好的生物相容性、低毒性和可降解性等优良性能,可作为一种理想的新型药物载体材料。本文总结了近几年纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤丝、细菌纤维素等作为药物载体的研究进展,并对其与药物分子的结合方式做了简单的介绍。     

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。     

pH响应性纤维素纳米纤丝/海藻酸钠基水凝胶的制备及其释药性研究

将纤维素纳米纤丝（CNF）和海藻酸钠（SA）共混,然后在CaCl2的交联作用下,制得具有pH响应性的CNF/SA水凝胶,并通过物理包裹的方式将阿司匹林（ASP）、CNF和SA三者混合均匀后,在CaCl2的交联作用下制得ASP/CNF/SA载药水凝胶,研究ASP在不同pH值环境中的缓释行为。结果表明,ASP/CNF/SA载药水凝胶的载药量为194 mg/g,包封率达49.9%,且药物分子和水凝胶都保持了很好的热稳定性。ASP/CNF/SA载药水凝胶的药物释放具有pH响应性,药物分子的释放速率随着环境pH值的升高而加快。在p H值为1.5～11.0的缓释条件下,药物的释放行为均为溶蚀作用。     

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。     

纳米纤维素的氧化法制备工艺及其在气凝胶、水凝胶和膜材料领域的应用研究进展

本文综述了基于氧化工艺制备纳米纤维素的研究进展，包括利用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（TEMPO）、NaIO₄、过硫酸铵、Fe²⁺和含氯体系制备纳米纤维素相关研究，并介绍了氧化纳米纤维素在气凝胶、水凝胶和膜材料等领域的应用研究进展。     

多功能纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料的研究进展

纳米纤维素具有良好的生物相容性和无毒性,基于纳米纤维素的新一代水凝胶伤口愈合材料研究逐渐成为热点,但用纳米纤维素制备水凝胶伤口愈合材料面临诸多挑战,如愈合材料的自愈合、促细胞增殖、抗菌和可注射性能的提高等。本文对纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料以上性能的提高研究进行了综述,重点讨论了纳米纤维素经改性、交联、复合等技术制备纳米纤维素基水凝胶的过程与方法,总结了合成机理并展望了纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料多功能化的发展趋势。     

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。     

MFC组分及形态的分析

均质化是将纤维素纤维解离的一种方法。该过程产生的物质一般称作微纤化纤维素（MFC）。微纤化纤维素不均一,含有纤维、纤维碎片、纤丝化细小组分及纳米纤丝。这意味着MFC与纳米纤丝、微纤丝或其他具有纳米尺寸的纤维素的含义不一定相同。采用适当方式制备的MFC主要组分是具有纳米尺寸的纤维,即纳米纤丝。     

海藻酸钠-纳米纤维素胶粒对乳酸菌胃肠液耐受性的影响

为提高海藻酸钠胶粒对乳酸菌在胃肠液中的保护作用,分别利用豆渣纤维素纳米微纤丝与纤维素纳米微晶协同钙离子交联海藻酸钠包埋乳酸菌制备载菌海藻酸钠-纳米纤维素胶粒,并对海藻酸钠-纳米纤维素胶粒进行微观结构观察、傅里叶变换红外光谱分析、低频氢谱核磁共振分析,同时测定载菌海藻酸钠-纳米纤维素胶粒胃肠消化前后的活菌数量,研究海藻酸钠-纳米纤维素胶粒对乳酸菌胃肠液耐受性的影响。结果表明,纳米纤维素可提高海藻酸钠胶粒的包埋率并减少胶粒表面的孔隙结构,纳米微纤丝较纳米微晶能更好地改善海藻酸钠体系的氢键结合能力,促进海藻酸钠分子链与Ca2＋间形成盐桥,强化凝胶体系的网络结构,从而提高海藻酸钠胶粒的机械强度。进一步研究发现,海藻酸钠-纳米微纤丝胶粒经胃肠液消化后活菌数下降1.51（lg（CFU/g））,显著低于纳米微晶组（2.16（lg（CFU/g）））以及海藻酸钠组（2.99（lg（CFU/g）））（P＜0.05）。综上,纳米微纤丝可作为强化海藻酸钠载体的优良壁材提高乳酸菌的胃肠道耐受性。     

纤维素的化学改性

为了让纤维素能在水和一般有机溶剂中溶解,并具有好的热可塑性,常对其进行化学改性,改变纤维素的结构特性,使其有利于加工成型。本文介绍了纤维素化学改性的基本原理,探讨了纤维素的溶解、活化与碱性润胀。通过纤维素羟基的氧化、酯化、醚化、接枝共聚和氮偶联反应对纤维素化学改性进行了综述,最后展望了纤维素化学改性的应用前景。     

CNC、CNF及BC对纸张加固效果的比较研究

采用X射线衍射、接触角、紫外可见光谱、热分析等手段对纤维素纳米晶体（CNC）、纳米纤丝化纤维素（CNF）、细菌纤维素（BC）3种纳米纤维素性能进行表征,分别采用这3种纳米纤维素分散液处理纸样,以研究它们对纸样的加固效果。结果表明,与CNC和CNF相比,BC具有结晶度高、成膜后致密性好,热稳定性、透光性及强度性能好的优点;3种纳米纤维素均能对纸样起到一定的加固效果,其中BC能大幅度提高纸样的强度性能,且对纸样颜色的改变程度较小。     

Simultaneous Extraction of Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils via Citric Acid Hydrolysis—Sustainable Route

In this study, cellulose nanocrystals (CNC) with surface carboxylic groups were prepared from bleached softwood pulp by hydrolysis with concentrated citric acid at concentrations of 60 wt%~80 wt%. The solid residues from acid hydrolysis were collected for producing cellulose nanofibrils (CNF) via post high-pressure homogenization. Citric acid could be easily recovered after hydrolysis reactions through crystallization due to its low water solubility or through precipitation as a calcium salt followed by acidification. Several important properties of CNC and CNF, such as dimension, crystallinity, surface chemistry, thermal stability, were evaluated. Results showed that the obtained CNC and CNF surfaces contained carboxylic acid groups that facilitated functionalization and dispersion in aqueous processing. The recyclability of citric acid and the carboxylated CNC/CNF give the renewable cellulose nanomaterial huge potential for a wide range of industrial applications. Furthermore, the resultant CNC and CNF were used as reinforcing agents to make sodium carboxymethyl cellulose (CMC) films. Both CNC and CNF showed reinforcing effects in CMC composite films. The tensile strength of CMC films increased by 54.3% and 85.7% with 10 wt% inclusion of CNC and CNF, respectively. This study provides detailed information on carboxylated nanocellulose prepared by critic acid hydrolysis; a sustainable approach for the preparation of CNC/CNF is of significant importance for their various uses.     

微细化纤维素改性技术研究进展

未改性的微细化纤维素存在分散性差、热稳定性差、持水性差等不足,需对其进行改性,才能运用于工业生产中。本文综述了微细化纤维的改性方法及改性后的性质与应用,并展望了其发展前景。     

纤维素氨基甲酸酯及其纤维的研究进展

介绍了纤维素氨基甲酸酯（简称ＣＣ）的发展历史、研究现状及合成工艺,并介绍了ＣＣ纤维的性能和市场前景。     

Application of Cellulose and Cellulose Nanofibers in Oil Exploration

In this article, the application of cellulose and cellulose nanofibers in oil exploration was discussed, and the research status of using cellulose and cellulose nanofibers as oil displacement agents, oil-well cementing additives, and foam stabilizers were summarized.     

Industrialization Progress of Nanocellulose in China

Nanocellulose, a kind of cellulose with nanometer sizes, has drawn great interest in the pulp and paper industry due to its unique structure and excellent performance. It can be divided into five categories: nanocrystalline cellulose (NCC), nanofibrillated cellulose (NFC), bacterial cellulose (BC), electrospun cellulose nanofibers (ESC), and precipitation regenerated cellulose nanofibers (PRC). In this paper, we reviewed the industrialization progress of nanocellulose in China. Furthermore, we proposed that efficient and environmentally friendly preparation methods and high value utilization would be the focus of nanocellulose development.     

纳米纤维素基血液接触性材料研究进展

纳米纤维素是在某一尺度上具有纳米级的纤维素材料,其具有优异的力学性能和良好的生物相容性,在血液接触性材料领域得到了迅速的发展。纳米纤维素材料具有可控的血液相容性,作为抗凝血材料和促凝血材料具有广泛的应用前景。本文讨论了纳米纤维素基血液接触性材料的制备方法,总结了其在抗凝血与促凝血中的应用,并就其未来应用进行了展望。     

纤维素氨基甲酸酯的合成及表征

系统地研究了纤维素氨基甲酸酯的合成方法、原料聚合度、合成温度及其时间、载体及其用量、尿素用量等对产物含氮量的影响。结果表明:载体的加入可提高反应试剂的可及度;纤维素浆粕的聚合度在320~390时反应性能较好;反应体系呈碱性时,有利于酯化反应的进行;产物含氮量随尿素用量的增大及预处理时间的延长而增加。最终确定最佳合成工艺条件为尿素用量40%,预处理2 h,酯化反应温度150℃,酯化反应时间3 h。产物的FT-IR谱图证实了酰胺键的存在。X-射线衍射表明产物的晶型与活化后纤维素的晶型类似,结晶度变化不大。     

纤维孔隙率的测量及密度法测量的纤维素含量

利用纤维体积密度和氦比重方法测量纤维素密度、绝对密度、体积密度和孔隙率，进而准确地计算出纤维素的含量。