细菌纤维素复合材料的研究新进展

细菌纤维素是一种新型的纳米级材料,具有高吸水性、高纯度、高结晶度和良好的生物相容性.本文综述了细菌纤维素复合材料在医疗、化工以及食品包装这3个重要领域的研究现状及其代表性成果,提出了利用聚合物渗透、掺杂原子和纳米颗粒修饰等方法制备新型细菌纤维素纳米复合材料,克服单一细菌纤维素材料性能上的缺陷,为其在更多领域的应用提供了思路.     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

纳米纤维素基泡沫材料在包装领域的研究进展

纳米纤维素作为天然可降解材料,具有优良的力学性能、高比表面积、大长径比等特性。为研究基于纳米纤维素开发的泡沫材料在包装领域的应用,对近年来纳米纤维素基泡沫材料的制备方法及其缓冲、隔热、阻燃、抗菌、疏水等性能进行总结,概括了纳米纤维素泡沫材料在纳米纤维素制备、湿泡沫发泡和泡沫成型干燥等领域的进展。但由于现阶段纳米纤维素制备工艺的复杂性,以及干燥过程中较高的能耗和较长的周期,作为包装材料的关键性能指标还有进一步提升的空间,实现规模化生产仍有一些问题有待解决。通过综述纳米纤维基泡沫材料在包装领域的研究进展,以期为可持续包装材料的发展提供理论支持。     

细菌纤维素抗菌复合材料的制备和应用

目的 综述细菌纤维素抗菌复合材料在国内外的研究和应用现状,以制备具有优异抗菌性能的细菌纤维素复合材料.方法 总结细菌纤维素抗菌复合材料的抗菌性及其最新合成方式,包括与无机抗菌剂、有机抗菌剂结合或添加抗生素等方式合成细菌纤维素抗菌复合材料,并进一步阐述细菌纤维素抗菌复合材料的应用领域.结论 细菌纤维素复合材料的抗菌性能优异,在医学、食品包装和净水等领域都有较大的应用潜力,有待进一步系统研究.     

纳米纤维素基复合材料及其用于柔性储能器件的研究进展

纳米纤维素是一类具有大比表面积、高反应活性、高机械强度、良好生物相容性、优异热稳定性以及可降解等优异性能的纳米高分子材料。根据其来源、特性、制备方法,可大致分成纤维素纳米纤丝(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纤维素(BC)三类,三者的微观形态和尺寸大小有所差异。纳米纤维素凭借其高抗张强度,在复合增强材料的填充应用上表现出优异的机械柔韧性,借此将其与导电聚合物、碳材料和金属化合物等导电物质复合,可形成具有优异力学性能和电化学性能的导电复合材料,这类材料在柔性储能器件等领域有着广泛的应用前景。本文重点回顾了纳米纤维素与多种导电物质复合制备导电复合材料的工艺方法及电化学性能表征,并概述了基于纳米纤维素的导电复合材料在柔性储能器件锂离子电池(LIBs)和超级电容器(SCs)上的应用研究进展,在总结相关研究的基础上进一步讨论了上述制备应用过程中存在的问题,并针对此类问题展望了纳米纤维素基导电复合材料在今后研究应用的重点和方向。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

纳米纤维素增强淀粉食品包装材料的研究进展

目的 为了解决纯淀粉材料力学性能低、脆性大等缺点,探索纳米纤维素对淀粉膜材料的影响,为食品包装材料领域和替代传统石油基的高分子材料方向提供新的思路。方法 通过跟进国内外纳米纤维增强淀粉相关研究和应用进展,概括3种纳米纤维素的性能,介绍淀粉食品包装材料未来将面临的挑战和机遇,重点分析纳米纤维素对淀粉膜性能的影响。结论 纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶（CNC）和微晶纤维素（MCC）对淀粉进行增强后,淀粉复合材料的力学性能、阻隔性能和热学性能均得到改善,纳米纤维素增强淀粉食品包装材料在未来食品包装领域将得到扩展。     

纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用进展

目的介绍纳米纤维素在包装中的应用与国内外的研究现状,阐述纳米纤维素在改善包装材料气体阻隔性能方面的作用机理、作用方式及作用效果,并对纳米纤维素在气体包装材料领域中的应用前景进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍纳米纤维素的基本性能和制备,以及纳米纤维素复合材料的制备方法,并重点整理分析纳米纤维素复合材料在阻隔包装材料领域的应用与进展。结果纳米纤维素具有来源广泛、可降解、可再生以及高结晶度等优良特性,在包装材料中加入纳米纤维素可以显著提高包装材料的气体阻隔性能。结论随着对纳米纤维素研究的不断深入,纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用会越来越广泛。     

细菌纤维素基磁性纳米复合材料的研究进展

细菌纤维素作为一种新型的生物纳米材料,不同于植物纤维素,其较高的比表面积、精细的三维纳米网状结构和表面大量的活性反应位点可以作为"模板"反应使用,通过原位复合的方法可有效地控制、合成具有预期特定形貌与尺寸且分布均匀的磁性纳米复合材料,从而获得良好的综合性能。从细菌纤维素作为"模板"制备功能化材料的机理出发,归纳总结了近年来细菌纤维素基磁性材料的研究进展,着重归纳了解决磁性膜材料的颗粒团聚问题的方法,并展望了细菌纤维素基磁性材料的发展趋势。     

天然细菌纤维素增强不饱和聚酯树脂复合材料的制备及性能

将天然纤维-细菌纤维素（BC）作为增强材料加入不饱和聚酯树脂（UPR）基体中,采用RTM工艺制备BC/UPR复合材料,并对其力学性能、吸湿性能进行了研究。通过紫外辐照方法探讨了BC/UPR复合材料的降解性能。研究结果表明:通过对细菌纤维素的表面改性,在亲水性的天然纤维和疏水性的高聚物基体之间形成了化学键结合,提高了BC/UPR复合材料的力学性能;BC纤维体积分数的增加也有助于提高力学性能, 当纤维体积分数为20%时,该复合材料拉伸强度最高可达152.9MPa; BC/UPR复合材料的吸湿过程符合Fick定律,吸湿可导致力学性能下降; BC/UPR复合材料吸收光能后,表面含氧官能团数量增加,发生一定程度的光降解。      

纤维素基可降解抑菌食品包装材料的研究及应用进展

目的 对纤维素在抑菌食品包装领域的研究进行综述,分析纤维素在抑菌材料中的作用和抑菌效果.方法 归纳近几年国内外基于纤维素、纤维素衍生物以及纳米纤维素的抑菌包装材料的制备方法和抑菌效果,对纤维素基可降解抑菌食品包装的发展方向提出展望.结果 天然高分子纤维素具有优异的生物兼容性、可降解性、可再生性、无毒性等特点,已成为开发现代食品包装材料的重要资源;制备的纤维素基食品包装材料具有优异的力学性能和显著的抑菌效果,且降低了传统化石包装材料有害物质对食品安全的潜在影响.结论 纤维素基食品包装材料有望取代化石包装材料,最大程度地保障食品质量与安全,是现代食品包装产业的发展方向,具有较大前景.     

Reinforcing potential of micro- and nano-sized fibers in the starch-based biocomposites

Starch-based biocomposites reinforced with jute (micro-sized fiber) and bacterial cellulose (BC) (nano-sized fiber) were prepared by film casting. Reinforcement in the composites is essentially influenced by fiber nature, and amount of loading. The optimum amount of fiber loading for jute and bacterial cellulose in each composite system are 60 wt% and 50 wt% (of starch weight), respectively. Mechanical properties are largely improved due to the strong hydrogen interaction between the starch matrix and cellulose fiber together with good fiber dispersion and impregnation in these composites revealed by SEM. The composites reinforced with 40 wt% or higher bacterial cellulose contents have markedly superior mechanical properties than those reinforced with jute. Young’s modulus and tensile strength of the optimum 50 wt% bacterial cellulose reinforced composite averaged 2.6 GPa and 58 MPa, respectively. These values are 106-fold and 20-fold more than the pure starch/glycerol film. DMTA revealed that the presence of bacterial cellulose (with optimum loading) significantly enhanced the storage modulus and glass transition temperature of the composite, with a 35 °C increment. Thermal degradation of the bacterial cellulose component occurred at higher temperatures implying improved thermal stability. The composites reinforced with bacterial cellulose also had much better water resistance than those associated with jute. In addition, even at high fiber loading, the composites reinforced by bacterial cellulose clearly retain an exceptional level of optical transparency owing to the effect of the nano-sized fibers and also good interfacial bonding between the matrix and bacterial cellulose.     

可生物降解的化妆品包装材料研究进展

目的 综述可生物降解的包装材料在化妆品应用方面的研究进展,为生物降解材料的广泛使用提供参考。方法 通过对国内外聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、纤维素、壳聚糖等可生物降解包装材料在化妆品中的研究与应用,分析各种材料的性能特点,提出可生物降解的包装材料在化妆品应用方面的未来展望。结果 不同类型的化妆品应根据产品特性选择适宜的可生物降解的包装材料,可生物降解包装材料在化妆品中的应用有待进一步研究和推广。结论 可生物降解材料应用于化妆品包装是未来发展趋势之一,应用纳米技术对材料性能提升具有重要意义。     

Immobilization of gelatin on bacterial cellulose nanofibers surface via crosslinking technique

Bacterial cellulose is considered to be a potential material for tissue engineering. However, the absence of enough activity restricts its practical application as tissue engineering scaffold. This paper describes the synthesis of a novel bacterial cellulose/gelatin composite via crosslinking by procyanidin (PA). The morphology of the bacterial cellulose/gelatin composite was observed by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electronic microscope (TEM). The composites were further characterized by fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). It was found that the 0.25 wt.% Gel solution was the appropriate concentration for the BC/Gel composite. Furthermore, the proliferation, infiltration and adhesion of NIH3T3 cells on the BC/Gel-025 composite were evaluated. The results showed that the composite had better bioactivity than pure bacterial cellulose, and the composite supported cell growth.     

一种细菌纤维素/姜黄素复合材料的制备及表征

采用原位吸附法，将细菌纤维素（Bacterial Cellulose，BC）浸渍在不同浓度的姜黄素乙醇溶液中，经超声震荡，使BC对姜黄素吸附饱和，获得不同浓度下的BC/姜黄素复合材料。采用SEM、FTIR、XRD及水接触角测量仪等对BC/姜黄素复合材料性能进行测试表征。测试结果表明，原位吸附法成功地将姜黄素固定在BC材料中，随着姜黄素乙醇溶液浓度的提高，BC中吸附姜黄素的量增加，同时将试样置于潮湿环境下，吸附姜黄素的试样具有抗霉变特性，是一种具有应用前景的包装材料或组织工程材料。