纳米纤维素——边缘化秸秆资源的变废为宝
发表时间:2013-12-28 阅读次数:3047次
    中国制浆造纸研究院的胡云在《纳米纤维素的制备及研究》一文中指出,纤维素是自然界中分布最广、蕴含量最丰富的一种由8000至10000个葡萄糖基通过β-1、4-糖苷键连接而成的多糖。纤维素是植物细胞壁的主要成分。自然界中,棉花中的纤维素含量最高,达90%以上。此外,麻、稻秸秆、麦秸秆等也含有纤维素。纤维素是可以再生的、可降解的、环境友好型的天然有机物。人们用它可以生产替代石油基化学品的产品。
  研究人员将纤维素的尺寸缩减至纳米尺寸,即形成纳米纤维素。
前期科研人员研究的纳米纤维素原料
 
  进入上世纪90年代,尤其是最近10年,纳米纤维素的相关研究已成为纤维素科学研究领域的热点。通过深入研究,科研人员揭示出纳米纤维素在许多领域具有很大的应用潜力。
 
  植物纤维的长度一般在0.5mm—3 mm之间,宽度约为20—40 μm。科研人员通过机械的、化学的或其它方法将纤维素的任一维尺寸缩减至100nm以内,就能得到纳米纤维素。纳米纤维素这一术语易产生混淆,用不同的方法可以制备出不同形式的纳米纤维素。为便于区分和理解,研究人员通常将用物理机械的方法制备出的纳米纤维素称为微纤化纤维素或纳纤化纤维素,用酸水解或酶解的方法制备出的纳米纤维素称为纳米微晶纤维素或纳米纤维素晶体。
  纳米纤维素具有高纯度、高结晶度、高杨氏模量、高强度等特性,其在材料合成上展示出了极高的杨氏模量和物理强度等性能,加之其具有生物材料的轻质、可降解、生物相容及可再生等特性,使其在高性能复合材料中显示出很大的应用前景。纳米纤维素悬浮液还具有假塑性和触变性,利用其独特的流变特性可用于生产聚合物、生物材料、涂料、食品、化妆品、医药和造纸等领域。
 
  用物理机械的方法制备纳米纤维素方法通常有4种,高压均质化、微射流、超级研磨和冷冻粉碎。
 
  纳米纤维素作为一种蕴含量丰富、环境友好、性能独特的新型生物材料,越来越受到人们的关注。研究人员正在开展系统研究,也取得了许多成果。我们可以预见,纳米纤维素在未来具有良好的发展前景。
 
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